Question

为什么爱因斯坦要说光速绝对不变?

Answer 1

如果光的传播需要介质,那么光速就应该相对介质不变,就好像空气中的声速相对空气不变一样,这是第一种情况,如果光的传播不需要介质,那么光速就应该相对光源不变,就好像子弹的速度相对枪不变一样,这是第二种情况,以前一直认为光是在一种叫做“以太”的介质中传播,所以认为光速应该相对“以太”不变,于是,迈克尔孙和莫雷做了一个寻找“以太”的实验,这就是著名的迈克尔孙-莫雷实验,迈克尔孙-莫雷实验的具体做法是把一束光通过一个半反半透镜分成互相垂直的两束,一束的传播方向和地球运动的方向一致,另一束和地球运动的方向垂直,通过干涉来测量光速的变化,如果光真是在“以太”中传播,那么地球上的光源会因为相对“以太”有一定的速度而使向不同方向发出的光速度不同,但实际上“以太”是不存在的,地球运动自然不会对光速造成影响,迈克尔孙-莫雷实验否定了“以太”的存在,既然“以太”不存在,就说明光的传播不需要介质,那么光速就应该相对光源不变,符合第二种情况,可是爱因斯坦为什么非要编出第三种情况,说什么“光速绝对不变”呢（值得注意的是,有些人认为迈克尔孙-莫雷实验证明了“不论光源和观测者做怎样的相对运动光速都是相同的”,其实整个实验中,光源,半反半透镜和测量装置之间没有任何相对运动,相反还固定得很好,也就是说,光源和观测者没有做任何相对运动,如果向地球的运动的方向和地球运动方向的垂直方向的光速没有变化就能证明光速不变原理的话,那么向地球运动的方向和地球运动方向的垂直方向各扔一个苹果速度不变就能证明“果速不变原理”,向地球运动的方向和地球运动方向的垂直方向各扔一个球速度不变就能证明“球速不变原理”,向地球运动的方向和地球运动方向的垂直方向各扔一块石头速度不变就能证明“石速不变原理”,最后是不是还要来个著名的“万速不变原理”呢? 可见迈克尔孙-莫雷实验并不能证明“不论光源和观测者做怎样的相对运动光速都是相同的”）,真不知道爱因斯坦是怎么想的,本来迈克尔孙-莫雷实验的结果很符合第二种情况,可是爱因斯坦为什么非要编出令人匪夷所思的第三种情况呢?