21．經典力學的基礎和狹義相對論的基礎在哪些方面不能令人滿意

我們已經說過幾次，經典力學是從下述定律出發的：離其他質點足夠遠的質點繼續作勻速直線運動或繼續保持靜止狀态。我們也曾一再強調，這個基本定律隻有對于這樣一些參考物體Ｋ才有效，這些參考物體具有某些特别的運動狀态并相對作勻速平移運動。相對于其他參考物體Ｋ&rsquo，這個定律就失效。所以我們的經典力學中和在狹義相對論中都把參考物體Ｋ和參考物體Ｋ&rsquo區分開；相對于參考物體Ｋ，公認的&ldquo自然界定律&rdquo可以說是成立的，而相對于參考物體Ｋ&rsquo則這些定律并不成立。

    但是，凡是思想方法合乎邏輯的人誰也不會滿足于此種情形。他要問：&ldquo為什麼要認定某些參考物體（或它們的運動狀态）比其他參考物體（或它們的運動狀态）優越呢，此種偏愛的理由何在？&rdquo為了講清楚我提出這個問題是什麼意思，我來打一個比方。

    比方我站在一個煤氣竈前面。竈上并排放着兩個平底鍋。這兩個鍋非常相象，常常會認錯。裡面都盛着半鍋水。我注意到一個鍋不斷冒出蒸氣，而另一個鍋則沒有蒸氣冒出。即使我以前從來沒有見過煤氣竈或者平底鍋，我也會對這種情況感到奇怪。但是如果在這個時候我注意到在第一個鍋底下有一種藍色的發光的東西，而在另一個鍋底下則沒有，那麼我就下會再感到驚奇，即使以前我來沒有見過煤氣的火焰。因為我隻要說是這種藍色的東西使得鍋裡冒出蒸氣，或者至少可以說有這種可能，但是如果我注意到這兩個鍋底下都沒有什麼藍色的東西，而且如果我還觀察到其中一個鍋不斷冒出蒸氣，而另外一個鍋則沒有蒸氣，那麼我就總是感到驚奇和不滿足，直到我發現某種情況能夠用來說明為什麼這兩個鍋有不同的表現為止。與此類似，我在經典力學中（或在狹義相對論中）找下到什麼實在的東西能夠用來說明為什麼相對于參考系Ｋ和Ｋ&rsquo來考慮時物體會有不同的表現。牛頓看到了這個缺陷，并曾試圖消除它，但沒有成功。隻有馬赫對它看得最清楚，由于這個缺陷他宣稱必須把力學放在一個新的基礎上，隻有借助于與廣義相對性原理一緻的物理學才能消除這個缺陷，因為這樣的理論的方程，對于一切參考物體，不論其運動狀态如何，都是成立的。