收缩假说的实验验证

长度收缩假说提出之后，理所当然地要受到人们的猜疑，设法用实验进行验证，才可看出长度收缩是不是真实的效应。

1902 年瑞利提出，长度收缩可能导致透明体的密度发生变化，从而

 v 2

产生双折射现象。瑞利估计这个效应也属于二级，即可能小到 c  ≈

（10−4）2≈10−8 的量级，但是用光学的办法还是足以察觉的。瑞利亲自做了实验，他用水和亚硫酸氢碳作媒质，实验精度可达 10−10，然而不论是中午还是黄昏，都未观察到双折射。

两年后，美国的光学专家布雷斯（De Witt Bristol Brace，1859— 1905）以其精湛的实验技术重复了瑞利的双折射实验。他取一根横梁置于天花板与地板之间，横梁可沿垂直轴自由转动，梁上有一长 4.13 米、

宽 15 厘米、深 27 厘米的水槽。光在水中往返通过数次，再送入特制的偏振仪观察。如果光束有极为微小的双折射，就可以从光的强度比较中察觉。灵敏度达 10−12—10−13。

但是，他也没有观察到双折射。看来，长度收缩假说还未能完全弥补实验和理论之间的裂缝。

类似的实验还很多，例如：特劳顿和诺布尔（H.R.Noble）的电容器扭矩实验未能观察到电容器的扭转；洛奇的磁流实验未能观察到磁场对光速的影响；特劳顿和兰金（A.O.Rankine）的电阻实验未能观测到电阻因“长度收缩”而变值，等等。这迫使理论家进一步作出假设，例如， 假设电容器悬丝的弹性也会随运动速度作相应的改变；假设组成物质的带电粒子也按同样的比例收缩，⋯⋯，这样就可以在保留费兹杰惹−洛仑兹收缩假说的前提下解释上述零结果。这些煞费苦心的修补工作引起了思想敏锐的物理学家深思，迫使他们作出最概括的结论：“以太只是一种人为的惯性坐标系，”（Cunningham，1907），以太是不可能探测到的，长度收缩也是不可能探测到的。这一切都为狭义相对论的诞生预备了条件。