聊聊狭义相对论-第8部分
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如果你中学稍微认真一点听物理课的话，一定还会记得一个“洛伦兹力”。它指的就是带电粒子在磁场中运动所受到的一种力，这里的“洛伦兹”就是那个提出长度收缩假说的洛伦兹。洛伦兹由于在电子方面的贡献，获得了1902年的诺贝尔物理学奖。洛伦兹掌握了很多门外语，相信不当物理学家，也能靠翻译过日子，确实是个能人。
可是，这种解释你信服吗？肯定不信！这，不跟上面的“因为上帝说凡做麦克尔孙…莫雷实验都无法观测到干涉条纹，所以我们观测不到条纹”有异曲同工之“妙”吗？因为“相对以太运动的物体，其运动方向上的长度会缩短，所以我们看不到条纹”，这未免也有点牵强吧？
为什么会缩短呢？能不能从什么基础上推出来？凭空想象来的呀！半路杀出个程咬金！无端端，跑了个这么的东西出来，不只是你，连当时洛伦兹的很多同行充满非议——这不是为了纯粹解决困难才想出来的嘛！这只是个纯粹为了符合实验而发明的假说！
不同意！……不同意……太不可想象了！你说缩短了，那么你测量得出来吗？嘿嘿，不行，因为尺子也缩短了！噢，天呐，我……
没有来历的家伙！就像今天户口的黑户，什么都不知道。多半是像孙猴子那样，从石头迸出来的！
先保留意见呐！还是那句老话，这种可能先放下，不到最后一刻，我们都不可以用。
看来，在物理学中，当个福尔摩斯还并没有想象中的那么威风！（有些情况还不可以立即下手……）
看看还有没有其他更好一点的方法……
逻辑本身有问题的可能被我们第一时间枪毙了。
地球与以太相对静止，这种解释也因为不符合实际情况，PK了。
洛伦兹的主意倒是巧妙，但是站在他那块土地上，总觉得不够坚实，让人感到恐惧，无法接受。
可以说，后面两个解释都是在牛顿的假设的基础上，我们加上一些附加条件。一个附上了“地球相对以太是静止的”； 洛伦兹的又是“相对以太运动的物体，其运动方向上的长度会缩短”。但最终都不是解决问题的好方法。
似乎我们进入了死胡同。
看来，再在牛顿的基础上干加工的手脚是没什么前途的。既然，此路不通，那我们就寻找他路。
现在，来尝试一下，不要牛顿的假设了，咱们另起炉灶，自己动手使用别的假设，看能不能解决问题。
参考参考“地球相对以太是静止的”这个想法，虽然地球相对以太并不是静止的，但是它给我们指明了一个方向。只要使得麦克尔孙…莫雷实验中两路光的速度是相同的，我们就有可能解释实验结果。
那怎样才可以推出“麦克尔孙…莫雷实验中两路光的速度是相同的”呢？如果……如果……如果说“光的速度为c是相对光源S来说的”行不行呢？可以吗？
细想一下，很明显，麦克尔孙…莫雷实验中光源S是与地球一起运动的，光速为c如果是相对光源S来说的话，由于我们与光源相对静止，因而两路光线的速度对我们来说都是c！这正好是我们之前想找的！完全合理！要是真的是这样的话，那问题就迎刃而解了！
但是我们千万不可以忘了以太，要知道，按照经典理论，离开以太，光将失去传播的载体！所以，我们新的假设是“以太是静止的，光速与光源的运动有关，光速c是相对光源来说的”。其实，这种观点在19世纪被称作“发射说”。
实践是检验真理的唯一标准。假说终归是假说，得经受住事实的检验才行。
老规矩，做实验，找否定后件或肯定后件！
这次还是天文学家帮了忙，他找到一个叫做双星的现象来说明问题。
“我们来看个例子——双星。双星就是质量相当的、由于万有引力，相互围绕对方来运转的两个星体，最重要的一点，我们要的是发光的双星。想象一下，离地球很远的双星中有一颗以速度v向着地球而来的时候，根据上面的假设，我们看到它所发出的光的速度应该是c＋v；而当它转了一会，变为背对着地球以v离去的时候，它的光速应该成了c…v。”
“这速度不同，造成了其所发出的光到达地球所用的时间不同，因而在同一时刻观察这一颗星体时，不应该只看到一个点！是吧？”
但是，结果大失所望，只是一点！
事实上，在1924年，有人利用太阳光作为光源来做麦克尔孙…莫雷实验，如果说光速真的与光源有关的话，那么应该是可以看到干涉条纹的（自己想一下为什么）。但是，结果依旧看不到。当然，这已是相对论诞生之后的事情了。
又是否定后件！一枪搞掂！假设不成立！
看来，这也行不通！又一次碰鼻子了！在麦克尔孙…莫雷实验上，我们已是一鼻子灰了。难道它就真的那么不可思议？
这也不行，那也不行，到底想怎么样嘛！
别着急，其实，19世纪的物理学家也不比我们好到哪里去。他们也被麦克尔孙…莫雷实验搞得茶饭不思，不知如何是好。
到了这时候，我们，或者说整个物理学都确实很乱了。仰望天空，已是乌云密布，不再是那朵不起眼的小乌云了，黑云压得人们喘不过气来，人们个个心烦意乱。眺望经典大厦，那条天梯在不停的晃动，最可怕的是还带动了整幢大厦，仿佛下一秒钟就要倒塌，化成废墟。
看来，一场大灾难在所难免。
看来，一场大革命即将来临。
处于乱世，人心惶惶。
但是，英雄越是在危急的情况下越是与众不同，他们不管旁人如何，总能冷静下来，仔细分析一切，然后找出最好的路子，一鼓作气，成就大事。
我们是福尔摩斯，我们一定可以找出打开大门的钥匙。
让他们疯狂去吧！我们安静下来，好好地反思一下……
我们现在就像站在深山中，云雾萦绕，四处茫茫。环顾四周，可以看到几条我们曾经走过的路，但都证明其实那是走不通的。或许，你还发现了其他的道路，但是在这里就不一一去试探了。如何尽早离开这是非之地，才是上策呀！
为什么？为什么我们所走过的路都是死路？我们前进的指向标可是高高在上的经典物理学呀！它曾经是那么的辉煌！谁也不会忘记当年的海王星的发现是我们的功劳！谁也不会忘记当年电磁波的首次发射依靠的是我们的武器！我们曾经所向披靡，锐不可当！为什么今天却如此狼狈呢？每一招都被敌方所破，反而还弄伤自己！
为什么呀……
一声大喊，回音荡荡。
如此碰壁，令我们不得不重新开始审视我们曾经奉为圣条、当作指路标的经典物理学的基础。我们来认认真真地、对一切都带着怀疑的眼光地琢磨一番那些死路。
第一条路——逻辑问题，首先拿开，这是绝对不可以怀疑的！
再回忆一下其他的道路。注意到了没有，全部都与以太有关！
以太！以太！难道是以太出了问题？
但以太可是经典物理学的根基呀！没有以太，就没有了绝对参考系！没有以太，就没有光的传播介质！没有以太，就没有牛顿大楼和麦克斯韦大楼的联结呀！
说哪里有问题都行，但说以太就万万不可呀！以太被挪动了，经典物理学就没了！
即便如此，我们也管不了那么多了，还是得钻研一番。因为，我们已经无路可走了。
在前面，从《宇宙之谜》里面关于以太的讨论中，有这么一句“以太是不可测度的。”好象这句话有一些问题。
我们先来说说科学中一个相当著名的原理——奥卡姆剃刀原理。它是14世纪一个生于奥卡姆的名叫威廉的修道士所提出的。“当我们面对一大堆可以解释某个事实的说法时，我们应该相信假设最少的那一个”。这也充分体现了科学的简洁之美，是科学家的信仰所在。
举个例子。我想很多人都没有见到过上帝，至少没有确切的证据表明有谁见过上帝。那，怎样来解释“没有见过上帝”这个事实呢？
第一种方案。
假设一：上帝是存在的；
假设二：上帝是不可以被看见的；
结论：没有人见过上帝。
第二种方案。
假设：上帝是不存在的；
结论：没有人见过上帝。
你相信哪一种呢？我想还是第二种多一些吧。就算我们还不知道奥卡姆剃刀原理，我们也会选择第二种，是吧？
第一个说法明显多了一条假设，但它的解释也不见得比第二种好多少，只不过解释了一样的事实。而第二种简洁明了，达到了一样的效果，我们很难相信它是不真实的。
好，反观以太，似乎也犯了这种“错误”。
经典物理学也用了两个假设去解释为什么测量不到以太这个事实——以太是存在的，以太是不可测度的（或者地球跟以太是相对静止的、或者存在长度收缩效应……），所以测量不到以太。
可以说，死抱着以太不放，而去解释麦克尔孙…莫雷实验，至少违反了奥卡姆剃刀原理！但是，我们从美的角度出发，又很难相信奥卡姆剃刀原理是错误的。况且，有以太的经典物理学也无法解释得清麦克尔孙…莫雷实验！
要是我们换另外一种更简洁的说法去解释测量不到以太这个事实，或许会合理些——因为没有以太，所以测量不到以太！
是的，打倒以太！
是的，扔掉以太！
这或许是我们的出路所在！
好，回到我们游客的身份，不当福尔摩斯了。
革命的口号是容易叫，革命的豪言谁都能放。但是，你有本钱吗？你要面对的是千千万万个牛顿的粉丝呀！虽然19世纪不再是布鲁诺的时代，不再是伽利略的年头，但你要想起义，虽说可以不被人家干掉，但也会被口水淹死呀！
你负得起后果吗？要知道，丢掉以太，对经典物理学来说，那是釜底抽薪呀！没了以太，就等于毁了经典物理学！
遥想当年，牛顿在《自然哲学之数学原理》的一开始就给出8个定义，之后在附注中这样写到——
“至此，我已定义了这些鲜为人知的术语，解释了它们的意义，以便在以后的讨论中理解它们。我没有定义时间、空间、处所和运动，因为它们是人所共知的。”（注意后面那句话）
“绝对的、真实的和数学的时间，由其特性决定，自身均匀地流逝，与一切外在事物无关。”
“绝对空间：其自身特性与一切外在事物无关，处处均匀，永不移动。相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构，或是对绝对空间的量度，我们通过它与物体的相对位置感知它；……例如，地球在运动，大气的空间相对于地球总是不变，但在一个时刻大气通过绝对空间的一部分，而在另一个时刻又通过绝对空间的另一部分。”
可见，在牛顿物理学中，时间和空间都是绝对的。时间不会由于外部世界的变化而受到影响，它是独立流逝的，与它之外的东西都没有关系。而更重要的是，从牛顿的地球和大气的例子中，我们可以清晰地领略到，空间也是绝对的，它是其他一切外部事物运动的度量标准。而这个唯一的绝对空间又是什么呢？
正是以太！
再来，电磁学中，光波靠什么介质传播呀？
还是以太！
由此可见，以太在经典物理学中具有多么重要的位置。
万万不可去掉呀！这也是当时大多数物理学家的忧虑。
从牛顿的讨论中，我们也可以了解到牛顿的绝对时空观，它们不会受到任何外界事物的影响。这也符合我们的认识呀！时间如流水，试问有谁可以让时间慢下去或快起来的？时间是无情的，它不会取悦于个人欢喜，所以，古往今来，留下了那无数感慨时间的佳句名篇。空间自然也是绝对的呀，它独立存在着，我们只能够在其间运动，而永远不能消灭它，或者改变它半点！
要是有一天，有人说时间和空间都是可以改变的，那我们就会用惊奇的眼光看着他，怀疑他是不是有点问题。
可以说，没有接触过相对论的人们，他们的时空观基本上都与牛顿的一致。而就算学习过相对论的人，也未必可以完全离开绝对时空观。绝对时空观是我们的常识，要改变它，确实不容易办到。也正因如此，当时很多物理学家都不敢跨过这道门槛。
但是，革命的时机已经成熟！暴风雨即将来临！
乱世出英雄。
异端总能在时代上找到他们的位置。
早在1883年，奥地利物理学家马赫就写了一本名叫《力学及其发展的历史批判概论》的书，对牛顿的绝对时空观打出了反对的第一声炮响。“我们不要忘记世界上的一切事物都是相互�
