●古典力学と特殊相対性理論の根拠はどれほど不満足なものであるか?

 すでに、何度となく述べたように、ほかの諸質点から十分へだたった質点は、直線的に一様な(等速)運動をするか、静止状態をつづけるかである、という命題から古典力学は出発する。われわれは、また、この根本法則は、相対的に、おたがいに一様な(等速)並進運動をしている、ある特殊な運動状態にある基準体Kにだけ、あてはまるものであることを、しばしば、強調しておいた。この法則は、ほかの基準体K'たちに対しては、あてはまらないのである。したがって、古典力学においても、特殊相対性理論においても同様に、それに対して自然法則が適合する基準体Kと、自然法則が適合しない基準体K'とが区別されるのである。
 しかし、論理的に筋道をたてて考える人は、このような説明(Sachlage:事情、事態、状況)では満足できない。彼は問う、「一定の基準体(または、それらの運動状態)を、ほかの基準体(または、それらの運動状態)に対して優先特記する(auszeichnen:きわだたせる、ラベルをつける)ことが、どうしてできるのか? この優先の根拠は、なんであるのか?」と。この問いの意味をはっきり示すために、私は一つの比喩を用いることにしよう。
 私は、ガスレンジの前に立っている。その上に鍋が、となりあわせに並んでいて、たがいに区別のつかないほど似ている。二つとも水が半分満たしてある。その一方からは、たえず湯気が立ち昇るが、他方からは、それが認められない。たとえ、これまで、ガスレンジと鍋というものに、お目にかかったことがないとしても、このことを、私は不思議に思うことだろう。さて、最初の鍋の下には、なにか青白く輝くものが認められるが、二番目のしたには、それがないことがわかれば、たとえ、私が、まだ一度も、ガスの焔というものを、知覚したことがなかったとしても、私の疑問は氷解するだろう。というのは、その青白いなにかは、蒸気の発生の原因となるだろう、あるいは、少なくともたぶん原因となっている、と言うことだけはできるからである。しかし、どちらの鍋にも、その青白いなにかが認められず、それでいて、一方が、たえず蒸気を出し、他方には湯気がないとなると、この二つの鍋の異なった振る舞いを説明できる、なにかの事情を見いだすまでは、私は不思議に思い満足できないでいる。
 同様にして私は、古典力学の中で(または特殊相対性理論の中で)、基準系KとK'に対する物体の異なった振る舞いを、それに帰すことができるような、なにか実在するものがないか、と空しく求める。* ニュートンはすでに、この異論(Einwand:異論)を知っていて、それを無効にしようとしたが、徒労に終わった。しかし、E・マッハは、それを、非常に明確に認識していて、そのために力学は、新しい基礎の上に打ち立てられねばならない、と要求した。この異論は、一般相対性原理に合致する物理学によってのみ、避けられるであろう。なぜなら、そのような理論の方程式ならば、それが、どのような運動状態にある場合でも、すべての基準体にたいして、あてはまるからである。

 *この異論は、基準体の運動状態が、それを維持するために、なんの外力も必要としないようなものであるとき、たとえば、基準体が一様に(gleichmäßig)回転している場合にとりわけ重要である。 (特殊および一般相対性理論について アルバート・アインシュタイン KM訳 1916年より)

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