２１ 愛因斯坦的宇宙
愛因斯坦童年時總是喜歡思考電磁輻射的本質（聽起來頗為奇怪，不過事實就是如此。更糟糕的是，他後來也沒有因年齡增長而改掉這種怪癖）。他特別感興趣的問題是，如果人可以跑得和光一樣快，會造成什麼後果。
這段文字就是狹義相對論的發軔。提醒你一聲，這項理論其實一點都不特別。愛因斯坦原本為這篇論文所下的標題是「運動物體的電動力學」，這個標題其實較合理，但是後來不知為什麼卻以「狹義相對論」名世。這篇論文一開頭就是一項頗為技術性的思想實驗，目的是證明電動力學——也就是研究熱、光、磁的學問——根本不需「絕對靜止」的概念，也就是先前在牛頓的水桶中懸而未決的那項和_圖_書理論。
過去曾有許多人企圖找出地球相對於「光介質」〔也就是所謂的以太，據說這種物質充塞於空間中，能夠「傳導」光線〕的運動，但是都徒勞無功。再加上先前提到的這類例子，可見在電動力學與力學的現象中，都沒有任何特質符合絕對靜止的概念。
一道波浪隨著快艇撲向岸邊，但是實際的海水卻大致待在原本的地方沒有變動，光波就是在宇宙這個「電磁」海洋上移動前行的一道波浪。於是，愛因斯坦不禁想到，如果能和光線同速前進，結果會怎麼樣？
這時候，在他眼中看來，光波是否也靜止不動呢？
討論
ｍ•heｔuｂoｏｋ.coｍ•ｃｏm在這項實驗中，愛因斯坦想像有一塊磁鐵和一條螺旋狀鐵絲，彼此進行相對運動，以致鐵絲產生一道電流（這項實驗不像和光速賽跑那麼困難，自己在家就可以做）。不過，愛因斯坦首先想像鐵絲呈現運動狀態，磁鐵則處在「絕對」靜止的狀況下。他就像是親切的主持人，不厭其煩地反覆指出，這麼做會導致鐵絲裡產生電流。然後，在實驗的第二階段，換成鐵絲處於靜止狀態，改由磁鐵從事運動，這麼做一樣會導致鐵絲產生電流。
愛因斯坦認為，如果光波看起來靜止不動，就一定不可能繼續存在。他援引經驗證據——或者該說是物理學家所謂的常識——指出：從來沒有hetubook.com.com人看過「在空間裡擺盪的電磁場呈現靜止不動的狀態」（的確，像我雖然帶著我的狗到處尋覓這種現象，卻還是從來沒看過）。愛因斯坦後來寫道：
如此一來，物質與能量就會互相影響，這就是愛因斯坦發現時空相對性之後所導致的另一項重要結論。物質與能量永遠相關，這點可見於Ｅ＝ｍｃ〈２這項著名的方程式中。
實驗所需的特殊器材：堤防、海浪
反之，狹義相對論的第一道定律就是，不論各個觀察者與光線之間呈現什麼樣的相對運動，他們眼中的光速都完全相同。第二道定律則是與「薩爾瓦修的船隻」相似，指稱任何人（只要沒有受到不同的重力或加速度影響）觀察到的物理法則必然相同。hetubook.com.com藉由這兩種概念，愛因斯坦指出，唯有時間與空間產生變化，這種情形才有可能出現。這樣的說法自然違反我們的日常經驗，但是卻能夠順利解釋某些稀有狀況下的事件。舉例來說（如同實驗２０所指出），科學家已經證實，如果將原子鐘放在高速飛行的噴射機上，就會走得比放在地上的原子鐘還慢；此外，天文學家也在日蝕期間發現星光受到太陽的重力牽引而「彎曲」。
從一開始我就直覺認定，這樣的觀察者（以光速遠離地球）和相對於地球靜止不動的觀察者，兩人眼中看到的各種運動一定依循相同的法則；不然，第一名觀察者怎麼會知道（或者說怎麼判斷自己正在進行快速的等速運動？https://ｗｗw.ｈｅtｕbｏｏｋ.ｃoｍ.cｏm
為了想像這種情況，他假設有一道大浪朝著海岸撲去，譬如剛好有一艘快艇駛過而捲起一道波浪。這時他也從堤防末端朝向岸邊奔跑，只要奔跑的速度和海浪前進的速度相同，在他眼裡看來，這道海浪就會像海上一團不動的波峰。
不過，對於光線或其他任何「電磁」波而言，變化卻是其根本要素。根據馬克士威的另外一項理論，磁場出現變化才會產生電場，電場出現變化才會產生磁力。有些電波會產生磁場，從而產生電場，從而產生……。有一種波以每秒三十萬公里的等速度穿越電磁場，在電與磁的特性之間來回擺盪，這種波就是我們所知的「光」。既然如此，怎麼可能會有所謂「靜止不動」的光束呢？