跨越了四百年的疑惑和争执（4）

（对外在世界的认知 之十二）

夫贤者，其德足以敦化正俗，其才足以顿纲正纪，其明足以烛微虑远，其强足以结仁固义。司马光的这番话，说明中国古代对于值得称颂的人要求还是很高的。其实，最终能成为所谓贤人的，也不一定都是要面面俱到，但肯定还是自有其天分的。

对于光的前行速度，第一次下意识地注意到这个事情的，是在文艺复兴年代的荷兰，是一位通晓数学物理的蜡烛商人。他觉得光从在太阳那出现的那一刻到映射到他的手掌上，是花了时间的。这不知道应该是算脑子灵敏还是眼神灵敏了，反正至少是一种普通人难以具备的以烛微而虑远的能力。后来有人设计装置试图测量出光的速度，伽利略就干过这样的事情。在没有电子设备的年代，与我们现在测到的光速精准数值，297,200公里／秒，最为接近的，是两个法国人在十九世纪中，用镜子反射32公里距离光源的测得的速度，他们得到的数据是每秒296,000公里/秒，误差不到1%。

1887年，有两个美国人（Michelson and Morley），在克利夫兰做了一个实验，想要证实光的速度，但是结果十分奇怪。按常规，如果光源朝着测量的方向有个初始的速度，比如说是以V的速度在移动，那么光被测得的合成速度就应该是有这个变量V的增加；反之，光源向测量者相反的方向移动，最终合成的光速就因该有相应的减少。这是我们在前边谈到过的那个伽利略，早已向大家解释明白了的道理。但那两个美国人的测量结果不是这样，他们观测不到在有初速的情况下，最后的合成光速有符合定律的变化。这就像是说，如果有一辆汽车，以每小时一百万英里的速度在行驶的时候，司机打开了车灯，那么对于前面的观测者来说，灯光的速度还是每秒钟29.7万公里，汽车飞快的速度并没能给光线带来增量。怎么会是这样呢？

荷兰物理学家劳伦茨（Lorentz）注意到了这个问题，他在1904年发表了一个数学公式，展示了速度带来的“压缩”效应，他试图用这个理论解释美国人所做的那个实验的结果。压缩的假设是说，物体在接近光速时，会有一种特殊的收缩现象。速度会令物体收缩，时间就像是一个顽皮的孩子，他要和你捉迷藏。你走的越快，时间对你来说就会变得越慢，这时你的表走的就越慢。比如我开了一辆超长卡迪拉克，我把油门踩到底，车子以一百英里／小时大速度从站在路边的你身旁飞驰而过。你瞪着眼睛目不转睛地注视着我冲过时，车身是缩小了的，是被速度压缩了的，但你意识不到。这是因为这样的情况下，压缩是极其微小的。如果，我的车能提速到每秒3千公里，是光速的1%的时候，按这个公式推算，一部十七尺长的车就能缩小近一寸了，但在飞驰而过的一瞬间，你还是难以明辨察觉。如果这车的速度能达到光速的99%时，这辆超长卡迪拉克就被压缩到只剩下两尺半到长度了，但宽度没变。得到这样的推理结果，劳伦茨感到很是惶恐，这怎么可能在宇宙中发生呢。

同样是在1905年，在解释完光电效应和原子理论之后，针对劳伦茨的数学推导，爱因斯坦又发表了一篇题目叫《有关运动物体的动力学》的文章，质疑了经典物理学的基本定律。爱因斯坦说，宇宙就是这样，不管你飞得多快，任何事情相对你来说还是原样。当你越接近光速时，时间就越扩展，空间就越延伸。就像胶皮一样地拉长，让你不可能比光还快。假如，在沙滩上，我捡到了一只装着妖怪的瓶子，我把瓶子盖打开，腾在空中的妖怪样子虽然吓人，但他还是要信守承诺。我告诉他我的愿望是以每小时五百万公里的速度飞奔。要满足我的要求，妖怪可以在我的鞋后装上光子火箭。或者，他也可以用相反的做法，他把五百万公里压缩成五公里，让我能在一小时内以现有速度从容走过。当然，如果我想跑得比光速还快，瓶子里的妖精也可以骗我。我越接近光速，他就越可以不断地把空间拉大，让我要达到光速所经过的距离不断地扩展，一小时过去了，好像走完了五百万公里，其实哪儿都没去。关键要看参照的东西是什么。

所以，当我坐在一个以光速行驶在轨道上的车里，经过外边站着的你时，我从窗户向外招手，对你来说我是被压扁的，对我来说你也是被压扁的。我把手表放在窗口让你看，你看到表针走得很慢很荒谬，这是怎么回事呢？这是因为宇宙在发挥它的本分，它不让我们走得比光快。爱因斯坦，把这个叫做“长度和时间的相对论”，即后来他说的狭义相对论。这也解释了，Michelson－Morley的实验装置量得的光速没有变化的原因。因为，光速在宇宙中是一个恒定的常量。