“追光”问题引起的沉思

少年时代的爱因斯坦就萌发了相对论的思想。1895 年,当他 16 岁在瑞士阿劳中学念书时,曾在无意中想到一个追光的假想实验。他想:“如果我以速度 c 追随一条光线运动,那末我就应当看到,这样一条光线就好象一个在空间里振荡着而停滞不前的电磁场。可是无论是依据经验,还是按照麦克斯韦方程,看来都不会有这样的事情。从一开始我凭直觉就很清楚,从这样一个观察者来判断,一切都应当象一个相对于地球是静止的观察者所看到的那样按照同样一些定律进行。”[9]

这是与狭义相对论有关的“第一个朴素的理想实验”。这个假想实验提出了个佯谬:一个以光速 c 追随光线运动的人应看见电磁驻波存在,而按照麦克斯韦方程没有这样的驻波存在。从他说的“依据经验”这句话来看,可能在那时他知道一些著名的以太漂移实验;从“按照麦克斯韦方程” 这句话来看,可能他已熟悉麦克斯韦方程,读过赫兹的著作。

这个佯谬的提出体现了少年时代的爱因斯坦具有非凡的洞察问题的本领。他后来说,这个问题一直使他思考了许多年,经过 10 年的沉思,他才透彻地解决了这一难题。