第二假定在理论上的困难

在本节和接下来的第7节中,所有"第二假定"和"关于光的假定"都指的是我们对于相对论第二假定的解释。

让我们细想一下我们对第二假定的解释: 光在所有参照系中的传播速度都是一样的。

如果两辆汽车在相对而行,每个司机都会觉得对面的汽车跑得比其正常速度快。如果你迎着波浪跑,你肯定能提前遇到它。在前面的两种情况中,伽利略速度变换规则都适用,其中观测到的速度都大于源(汽车或水波)的速度。

现在有一个观察者想迎着光跑,以便早些遇到光。根据我们对第二假定的解释,这样做根本不管用。因为相对于所有的观察者来说,光速都是一样的。

我们能否找到某种机制来支持这种情况呢? 如果一个观察者不管运动与否都能观测到同样的光速,那只能意味着一件事情:这个观察者的运动在影响光速,所以他本身的努力都被抵消掉了。无论把光当成粒子还是波,谁知道一种办法可以用来改变光的速度?

假如确实存在一种未知的力能够改变光速,那么这种力一定有这种魔力:不管一个观察者的速度如何,这种力都能一丝不差地把他的努力抵消掉。

现在有两个观察者在一起,其中一个迎着光跑,而另一个呆在原地不动。这种力必须能够影响跑动中的观察者所面对的光,而丝毫不影响静止的观察者所面对的光。现在让这两个观察者侧向的距离变得极小,小到只有一个电子能放在他们中间。现在我们才能看出这种力的神奇效果来:它能在空中建立起像数学里一样明确的界限,其中一边的光受到充分的抵消影响,而另外一边的光却丝毫无损。

发现这样一种力的可能性会有多大呢?

还记得老师怎样费劲地给我们解释宇宙中不存在绝对静止? 在所有人似乎都明白了运动都是相对的这个道理以后,我们在这里又发现了一种速度永远是c的绝对运动。我们的老师是否感到有些伤心呢?