【第六十迴】
小實驗捅破舊理論
巧裁縫難補百衲衣
——以太說的被否定
上迴說到普朗克等十多位物理學家在布魯塞爾高高興興地聚會，普朗克問愛因斯坦何不索性入夥，全力來攻量子論。愛因斯坦提醒他不要忘了物理學的天空上除“黑體輻射”外還飄著另一朵烏雲。
各位讀者，你知道這朵烏雲是什麽？這便是那個權威的“以太說”，突然遇到了挑戰。
原來自從牛頓創立經典力學之後，這物理學的大廈真是金碧輝煌，美妙至極，無以複加。難怪當年普朗克的老師都勸他再不要在物理研究上打什麽主意。牛頓力學是一把萬能鑰匙，好像凡自然界的現象都能用它一一解釋。你看偌大個宇宙都在牛頓的手中掌握，伸手一指，那隱匿極深的海王星就趕快前來報到；再掐指一算，外出七十六年的哈雷彗星也要按時迴來複命。另一方麵，它又成功地解釋了我們生活中諸如拉車、走路、流水、刮風等小如雞毛蒜皮一樣的問題。於是力學的分支越來越多，如流體力學、剛體力學、彈性力學等等，人們也越來越願意把一切運動變化都歸結為簡單的力，如“化學親和力”、“生命力”、“光反射力”、“電接觸力”等，仿佛世界上的一切都可以套用機械的力學來解釋了。
牛頓的“力”這樣神奇，那麽它通過什麽傳遞呢？推車得用手抓住車把，碧波蕩漾離不開水，聲波傳播離不開空氣。可是地球離太陽一億五千萬公裏，這之間既無水也無空氣，太陽通過什麽媒介來施展自己的引力呢？物理學家們又想出一個假設，說宇宙間充滿一種很稀薄的物質，天體或其他物體間的作用就靠它作媒介，笛卡爾借用古希臘的哲學名詞，叫它為“以太”。此說一起，許多難題果然迎刃而解，引力靠以太傳播自不必說，法拉第的電磁力也離不開它，麥克斯韋證明光也是一種電磁波，當然光的傳播也就離不開它了。更重要的是，以太的存在正好說明牛頓的絕對時空觀，有了這麽一個絕對靜止的以太才會有地球、太陽等一切相對於它的運動，要不那些星球的運動拿什麽來參照？以太成了19世紀中期物理學家們最溫柔的保姆，成了他們可以信賴的上帝。
但是總有一些聰明、勇敢的人在一種迷信和一片虔誠中首先提出問題。這以太既然無處不有，為什麽我們就感覺不到呢？另外，光波是一種橫波，橫波必得由固態介質傳遞，以太即該是固態了，但這樣一來就等於我們被澆鑄在一個透明的以太玻璃球裏，可是又不影響我們隨意的動作，這真是太不可思議了。
有疑必定有問。事有湊巧，1884年，那個治學嚴謹、輕易不外出講學的湯姆孫終於被請到美國來做報告了。美國當時比起歐洲來科學很是落後，它就想方設法請名家來講學，以後還重金收買人才。湯姆孫的到來自然是一大喜訊，做報告那天科學界人士濟濟一堂。報告會休息時，大家又擠到這個世界名人跟前七嘴八舌地問這問那，自然也提到那個神秘的以太問題。湯姆孫說：“以太到底是否真有其物，現在還不能定論。我們隻知道地球是以每秒30千米的速度繞太陽運行，那麽迎麵就應該有一股以太風不斷吹來。如誰能用實驗證明了這股風的存在，也就證明了以太的存在，但這要靠實驗。”又是說者無心，聽者有意。這時在人群裏有一無名青年，聽到權威湯姆孫的這句話心中不由一動，一個新研究課題便“哢嚓”一聲在腦子裏掛上鉤了。
各位讀者，這種說者無心，聽者有意，從而激發出一項大的發明、發現的事，本書中已出現多次。1793年伏打聽了伽伐尼關於解剖青蛙的報告，轉而發現了電壓；1894年馬可尼看到赫茲逝世的訃告，轉而發明了電報；1896年貝克勒爾聽了彭加勒關於熒光物的報告，轉而發現了天然放射性。這正應了那句話：機遇隻給有準備的頭腦。科學家的大腦永遠是一張張開的蛛網，必然能捕到偶然飛過的獵物。
再迴頭說這個正在聽湯姆孫做報告的青年就是邁克爾遜（1852～1931年）。他原是德國人，兩歲時父母帶著他漂洋過海到美國來謀生。17歲時他考進海軍學校，在海軍服役期間省吃儉用積攢了一點兒錢，便於1881年到柏林、巴黎等地留學了兩年，然後又重返美國。真是人各有好，邁克爾遜被光的各種現象迷得如醉如癡，在歐洲到處拜師訪友，專解這方麵的謎。他在歐洲還親自研製了一台可以測定微小長度、折射率和光波波長的光的幹涉儀。就是用這台幹涉儀，他於1920年測算出了獵戶星座一等變光星的直徑為2.4億英裏，這是天文學史上第一次準確地測量星球。運用光來搞測量實在是邁克爾遜的拿手好戲。
再說那天邁克爾遜在人群裏聽了湯姆孫的話，心中一動，迴來後就開始研究找以太的辦法。他想地球這隻小船在以太海洋裏以每秒30千米的速度航行，如果向逆著以太風的方向和垂直於以太風的方向同時射出一種東西，根據經典力學原理，它們的合成速度肯定不同。如果能測出這種差別不就證明以太確實存在了嗎？用什麽東西來做這種實驗呢？這當然是他得心應手的武器——光。他這樣不斷地研究改進，到1887年終於在莫雷的合作下完成了物理學史上那個很著名的實驗。這年愛因斯坦才8歲，他萬沒想到一個物理學前輩現時正在為他向相對論進軍掃清道路呢。
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邁克爾遜的實驗裝置是這樣的，在一個大水銀池中漂著一塊堅固的大理石板，這是為了既能靈活轉動又不至搖晃。從石板一側發出的一束光打到石板中心的玻璃上，玻璃成斜角，上麵有一半鍍一層銀，這樣射來的光線就被分成兩束，一束照直穿過，一束反射到與光線來路垂直的方向。這兩束光走過相同的距離後分別在石板邊的兩麵鏡子上再反射迴來，匯合在望遠鏡頭裏。因為光線分成90o角，一束是逆以太而行，另一束必是垂直於以太而行，兩束光的速度便應該有差別，這可以根據它們在望遠鏡頭裏匯合時的幹涉現象來確定。讀者也許要問，光速這樣快，你這塊石板能有多大，就是有差別也難測出。但是你要知道，地球也在以每秒30千米的速度前進，那麽逆著以太的光和橫向的光每秒也應相差30千米。而邁克爾遜這個製造儀器的高手，他的幹涉儀就是一億分之一秒的光行差也能測得出來。
再說邁克爾遜和莫雷架起這台儀器，他們先測了一次，從望遠鏡裏看正是最大亮度，這說明兩束光是同時返迴的，它們的速度相同。邁克爾遜又把儀器轉一個角度，這塊大石板在水銀上極平穩靈活地滑動一下，鏡頭裏的光仍是和剛才一樣的亮。他真有點兒納悶，幹脆把石板輕輕推著繞著圈觀察。可是無論他將儀器轉成什麽角度，看到的結果仍然不變。他眼睛都看疼了，便喊莫雷繼續來看，莫雷又把那個石板像推磨似的推了幾圈，喊道：“邁克爾遜先生，仍然看不出什麽差別，怕是我們的儀器靈敏度不夠吧！”
“不可能。這台儀器我已經把它調到連植物在一秒鍾內的生長量都可以觀察到。如果有以太存在，每秒30千米的光行差是一定能夠反映出來的。”
“那就說明以太在隨著地球做百分之百的移動，我們應該盡量離開地麵，到高空試一試是否有以太飄移。”
但是邁克爾遜和莫雷把他們的裝置搬到高山頂上，甚至隨著氫氣球上升到半空，還是測不出這種以太引起的光行差。結論隻可能有兩個：要麽是地球根本就沒有動，要麽以太這東西根本就不存在，但無論哪一條都是一說出口都叫人目瞪口呆的新聞。這天體運動經哥白尼發現到牛頓最後證明是絕不能懷疑的。相比之下倒是以太說還有一點兒漏洞，看來宇宙間根本就不存在什麽以太。邁克爾遜本是想以精確的實驗為以太的存在提供證據，不想結果適得其反，卻從根本上否定了以太。一個小小的實驗卻戳破了人們想象中的宇宙。
正是：
本欲門上去貼金，手指一碰戳破門。
原來大門是紙糊，何必為它費苦心！
這邁克爾遜的實驗實在精巧，後來愛因斯坦曾有一段話專門評價他道：“邁克爾遜實驗得出了一個任何人都應當理解的真正偉大的結果。我總認為邁克爾遜是科學家中的藝術家，他最大的樂趣似乎來自實驗本身的優美和所使用方法的精湛。他受過的數學或理論訓練很少，又沒有理論方麵的同事指導，而能夠設計出邁克爾遜—莫雷實驗，那是非常驚人的。”
再說邁克爾遜的實驗結果一宣布立即在物理學界引起一場軒然大波，本來萬裏無雲的藍天上突然出現了一朵烏雲。因為以太一旦被否定，城門失火，殃及池魚，那牛頓力學的絕對時空觀將要從根本上動搖。已經伴隨人們過了兩個世紀，指導物理學家做出無數發現的牛頓力學現在突然失靈了，經典物理學金碧輝煌的大廈突然出現了裂縫。於是各國的物理學家們紛紛提出各種方案來挽救以太，總希望邁克爾遜的實驗能有另一種解釋。
1892年英國物理學家斐茲傑惹（1851～1901年）提出了一個挽救以太的好辦法。他假設一切物體在自己的運動方向上都要收縮，而且還給出一個公式，收縮的大小隨運動的速率而增加。每秒運動11千米的物體，收縮十億分之二左右，每秒運動26萬千米的物體，收縮50%。物體運動的速度達到光速，它在運動方向上的長度就變為0。長度的收縮不會出現負值，所以光速也就是宇宙中所能達到的最高速度。這就是有名的“斐茲傑惹收縮”。按照這個假說，邁克爾遜在實驗時，順著地球運動方向的兩塊鏡麵間距離就會變短，這正好彌補了光束逆以太傳播而減少的速度，所以並不影響它和另一束橫向光同時返迴到觀察鏡裏。
還有一位荷蘭物理學家洛倫茲（1853～1928年），1904年提出一個更嚴密的假設，他在一篇論文中說：當電子在以太中運動時，電子將會從圓球變為橢球（它沿運動方向的半徑變短）。這樣，收縮說就更有根據了。好個洛倫茲，為挽救以太，竟一口氣提出了十一個方案。他還提出了著名的“洛倫茲變換”，說明相對運動的坐標係之間的轉換關係。和斐茲傑惹的長度縮短相似，洛倫茲又提出當電子運動的速度達到每秒26萬千米時，質量會增大100%；而達到光速時，質量無限大，這當然不可能，又正好說明光速是一個極限。
光速既然是一個極限，邁克爾遜的實驗又證明了無論哪個方向上的光束都是一樣的速度，這不就是一個實實在在、幹淨利索的結論嗎？何必又要把以太扯進來呢？而且以太既然是靜止不動的，它絲毫沒有自己的速度、質量，這和不存在又有什麽差別？
各位讀者，繼承必須超越。一個權威的理論也常常有發生、成長和衰落的過程。因為這權威曾給我們許多指導和信賴，就像父親對子女一樣有養育之恩，所以在權威衰落之時，從感情上我們常常不能擺脫對它的依賴。要衝破舊習慣是一件很難的事情。正像一個舊王朝被推翻之前，總有人千方百計地想出許多改良政策以延長其壽命；一個舊學說被拋棄前，人們也總是想把新事實和舊理論統一起來，希望它還能維持住它的權威。可是這以太說已經如同一件老和尚的百衲衣，補丁實在太多，縱然有斐茲傑惹、洛倫茲這樣的好裁縫也實在難以補綴了。
說到這裏，容我們做一簡單迴憶。大凡一個新學說誕生之前，人們總要演一出《霸王別姬》或《長亭相送》之類的戲，以表述自己對舊學說不能長存的哀怨和惋惜。想那哥白尼體係誕生前夕，托勒密體係已搖搖欲墜，大量的天文觀察已證明它誤差太大。為修正這種誤差，人們就假設行星按均輪軌道繞地運行時自己又按本輪運行，一個本輪不行，再加一個，一直加到十八個，真是不厭其煩。在氧氣發現前夕，燃素說開始露出破綻，參與燃燒的物質會減輕重量，就說這是燃素跑掉了。可是有時反而會增加重量，這時就說燃素有負重量。在能量守恆定律發現之前，人們不知道熱能是運動的形式，而說物體的冷熱是熱素在來迴流動。現在以太說眼看站不住腳，人們又假設出物質運動時會收縮。但是一個老婦人無論怎樣梳洗打扮也是不能當做新娘出嫁的。這種改良性的假設總不能維持長久。時間越長，危機越深，結果便是一場必然到來的革命，這就是哥白尼、拉瓦錫、焦耳的出現。現在以太說經邁克爾遜在1887年捅破之後，人們修修補補，勉強維持到1905年，這時有一個年輕人再也不願接受這種改良了，於是便振臂一唿，提出一個革命性的學說。
此人到底是誰，且聽下迴分解。
小實驗捅破舊理論
巧裁縫難補百衲衣
——以太說的被否定
上迴說到普朗克等十多位物理學家在布魯塞爾高高興興地聚會，普朗克問愛因斯坦何不索性入夥，全力來攻量子論。愛因斯坦提醒他不要忘了物理學的天空上除“黑體輻射”外還飄著另一朵烏雲。
各位讀者，你知道這朵烏雲是什麽？這便是那個權威的“以太說”，突然遇到了挑戰。
原來自從牛頓創立經典力學之後，這物理學的大廈真是金碧輝煌，美妙至極，無以複加。難怪當年普朗克的老師都勸他再不要在物理研究上打什麽主意。牛頓力學是一把萬能鑰匙，好像凡自然界的現象都能用它一一解釋。你看偌大個宇宙都在牛頓的手中掌握，伸手一指，那隱匿極深的海王星就趕快前來報到；再掐指一算，外出七十六年的哈雷彗星也要按時迴來複命。另一方麵，它又成功地解釋了我們生活中諸如拉車、走路、流水、刮風等小如雞毛蒜皮一樣的問題。於是力學的分支越來越多，如流體力學、剛體力學、彈性力學等等，人們也越來越願意把一切運動變化都歸結為簡單的力，如“化學親和力”、“生命力”、“光反射力”、“電接觸力”等，仿佛世界上的一切都可以套用機械的力學來解釋了。
牛頓的“力”這樣神奇，那麽它通過什麽傳遞呢？推車得用手抓住車把，碧波蕩漾離不開水，聲波傳播離不開空氣。可是地球離太陽一億五千萬公裏，這之間既無水也無空氣，太陽通過什麽媒介來施展自己的引力呢？物理學家們又想出一個假設，說宇宙間充滿一種很稀薄的物質，天體或其他物體間的作用就靠它作媒介，笛卡爾借用古希臘的哲學名詞，叫它為“以太”。此說一起，許多難題果然迎刃而解，引力靠以太傳播自不必說，法拉第的電磁力也離不開它，麥克斯韋證明光也是一種電磁波，當然光的傳播也就離不開它了。更重要的是，以太的存在正好說明牛頓的絕對時空觀，有了這麽一個絕對靜止的以太才會有地球、太陽等一切相對於它的運動，要不那些星球的運動拿什麽來參照？以太成了19世紀中期物理學家們最溫柔的保姆，成了他們可以信賴的上帝。
但是總有一些聰明、勇敢的人在一種迷信和一片虔誠中首先提出問題。這以太既然無處不有，為什麽我們就感覺不到呢？另外，光波是一種橫波，橫波必得由固態介質傳遞，以太即該是固態了，但這樣一來就等於我們被澆鑄在一個透明的以太玻璃球裏，可是又不影響我們隨意的動作，這真是太不可思議了。
有疑必定有問。事有湊巧，1884年，那個治學嚴謹、輕易不外出講學的湯姆孫終於被請到美國來做報告了。美國當時比起歐洲來科學很是落後，它就想方設法請名家來講學，以後還重金收買人才。湯姆孫的到來自然是一大喜訊，做報告那天科學界人士濟濟一堂。報告會休息時，大家又擠到這個世界名人跟前七嘴八舌地問這問那，自然也提到那個神秘的以太問題。湯姆孫說：“以太到底是否真有其物，現在還不能定論。我們隻知道地球是以每秒30千米的速度繞太陽運行，那麽迎麵就應該有一股以太風不斷吹來。如誰能用實驗證明了這股風的存在，也就證明了以太的存在，但這要靠實驗。”又是說者無心，聽者有意。這時在人群裏有一無名青年，聽到權威湯姆孫的這句話心中不由一動，一個新研究課題便“哢嚓”一聲在腦子裏掛上鉤了。
各位讀者，這種說者無心，聽者有意，從而激發出一項大的發明、發現的事，本書中已出現多次。1793年伏打聽了伽伐尼關於解剖青蛙的報告，轉而發現了電壓；1894年馬可尼看到赫茲逝世的訃告，轉而發明了電報；1896年貝克勒爾聽了彭加勒關於熒光物的報告，轉而發現了天然放射性。這正應了那句話：機遇隻給有準備的頭腦。科學家的大腦永遠是一張張開的蛛網，必然能捕到偶然飛過的獵物。
再迴頭說這個正在聽湯姆孫做報告的青年就是邁克爾遜（1852～1931年）。他原是德國人，兩歲時父母帶著他漂洋過海到美國來謀生。17歲時他考進海軍學校，在海軍服役期間省吃儉用積攢了一點兒錢，便於1881年到柏林、巴黎等地留學了兩年，然後又重返美國。真是人各有好，邁克爾遜被光的各種現象迷得如醉如癡，在歐洲到處拜師訪友，專解這方麵的謎。他在歐洲還親自研製了一台可以測定微小長度、折射率和光波波長的光的幹涉儀。就是用這台幹涉儀，他於1920年測算出了獵戶星座一等變光星的直徑為2.4億英裏，這是天文學史上第一次準確地測量星球。運用光來搞測量實在是邁克爾遜的拿手好戲。
再說那天邁克爾遜在人群裏聽了湯姆孫的話，心中一動，迴來後就開始研究找以太的辦法。他想地球這隻小船在以太海洋裏以每秒30千米的速度航行，如果向逆著以太風的方向和垂直於以太風的方向同時射出一種東西，根據經典力學原理，它們的合成速度肯定不同。如果能測出這種差別不就證明以太確實存在了嗎？用什麽東西來做這種實驗呢？這當然是他得心應手的武器——光。他這樣不斷地研究改進，到1887年終於在莫雷的合作下完成了物理學史上那個很著名的實驗。這年愛因斯坦才8歲，他萬沒想到一個物理學前輩現時正在為他向相對論進軍掃清道路呢。
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邁克爾遜的實驗裝置是這樣的，在一個大水銀池中漂著一塊堅固的大理石板，這是為了既能靈活轉動又不至搖晃。從石板一側發出的一束光打到石板中心的玻璃上，玻璃成斜角，上麵有一半鍍一層銀，這樣射來的光線就被分成兩束，一束照直穿過，一束反射到與光線來路垂直的方向。這兩束光走過相同的距離後分別在石板邊的兩麵鏡子上再反射迴來，匯合在望遠鏡頭裏。因為光線分成90o角，一束是逆以太而行，另一束必是垂直於以太而行，兩束光的速度便應該有差別，這可以根據它們在望遠鏡頭裏匯合時的幹涉現象來確定。讀者也許要問，光速這樣快，你這塊石板能有多大，就是有差別也難測出。但是你要知道，地球也在以每秒30千米的速度前進，那麽逆著以太的光和橫向的光每秒也應相差30千米。而邁克爾遜這個製造儀器的高手，他的幹涉儀就是一億分之一秒的光行差也能測得出來。
再說邁克爾遜和莫雷架起這台儀器，他們先測了一次，從望遠鏡裏看正是最大亮度，這說明兩束光是同時返迴的，它們的速度相同。邁克爾遜又把儀器轉一個角度，這塊大石板在水銀上極平穩靈活地滑動一下，鏡頭裏的光仍是和剛才一樣的亮。他真有點兒納悶，幹脆把石板輕輕推著繞著圈觀察。可是無論他將儀器轉成什麽角度，看到的結果仍然不變。他眼睛都看疼了，便喊莫雷繼續來看，莫雷又把那個石板像推磨似的推了幾圈，喊道：“邁克爾遜先生，仍然看不出什麽差別，怕是我們的儀器靈敏度不夠吧！”
“不可能。這台儀器我已經把它調到連植物在一秒鍾內的生長量都可以觀察到。如果有以太存在，每秒30千米的光行差是一定能夠反映出來的。”
“那就說明以太在隨著地球做百分之百的移動，我們應該盡量離開地麵，到高空試一試是否有以太飄移。”
但是邁克爾遜和莫雷把他們的裝置搬到高山頂上，甚至隨著氫氣球上升到半空，還是測不出這種以太引起的光行差。結論隻可能有兩個：要麽是地球根本就沒有動，要麽以太這東西根本就不存在，但無論哪一條都是一說出口都叫人目瞪口呆的新聞。這天體運動經哥白尼發現到牛頓最後證明是絕不能懷疑的。相比之下倒是以太說還有一點兒漏洞，看來宇宙間根本就不存在什麽以太。邁克爾遜本是想以精確的實驗為以太的存在提供證據，不想結果適得其反，卻從根本上否定了以太。一個小小的實驗卻戳破了人們想象中的宇宙。
正是：
本欲門上去貼金，手指一碰戳破門。
原來大門是紙糊，何必為它費苦心！
這邁克爾遜的實驗實在精巧，後來愛因斯坦曾有一段話專門評價他道：“邁克爾遜實驗得出了一個任何人都應當理解的真正偉大的結果。我總認為邁克爾遜是科學家中的藝術家，他最大的樂趣似乎來自實驗本身的優美和所使用方法的精湛。他受過的數學或理論訓練很少，又沒有理論方麵的同事指導，而能夠設計出邁克爾遜—莫雷實驗，那是非常驚人的。”
再說邁克爾遜的實驗結果一宣布立即在物理學界引起一場軒然大波，本來萬裏無雲的藍天上突然出現了一朵烏雲。因為以太一旦被否定，城門失火，殃及池魚，那牛頓力學的絕對時空觀將要從根本上動搖。已經伴隨人們過了兩個世紀，指導物理學家做出無數發現的牛頓力學現在突然失靈了，經典物理學金碧輝煌的大廈突然出現了裂縫。於是各國的物理學家們紛紛提出各種方案來挽救以太，總希望邁克爾遜的實驗能有另一種解釋。
1892年英國物理學家斐茲傑惹（1851～1901年）提出了一個挽救以太的好辦法。他假設一切物體在自己的運動方向上都要收縮，而且還給出一個公式，收縮的大小隨運動的速率而增加。每秒運動11千米的物體，收縮十億分之二左右，每秒運動26萬千米的物體，收縮50%。物體運動的速度達到光速，它在運動方向上的長度就變為0。長度的收縮不會出現負值，所以光速也就是宇宙中所能達到的最高速度。這就是有名的“斐茲傑惹收縮”。按照這個假說，邁克爾遜在實驗時，順著地球運動方向的兩塊鏡麵間距離就會變短，這正好彌補了光束逆以太傳播而減少的速度，所以並不影響它和另一束橫向光同時返迴到觀察鏡裏。
還有一位荷蘭物理學家洛倫茲（1853～1928年），1904年提出一個更嚴密的假設，他在一篇論文中說：當電子在以太中運動時，電子將會從圓球變為橢球（它沿運動方向的半徑變短）。這樣，收縮說就更有根據了。好個洛倫茲，為挽救以太，竟一口氣提出了十一個方案。他還提出了著名的“洛倫茲變換”，說明相對運動的坐標係之間的轉換關係。和斐茲傑惹的長度縮短相似，洛倫茲又提出當電子運動的速度達到每秒26萬千米時，質量會增大100%；而達到光速時，質量無限大，這當然不可能，又正好說明光速是一個極限。
光速既然是一個極限，邁克爾遜的實驗又證明了無論哪個方向上的光束都是一樣的速度，這不就是一個實實在在、幹淨利索的結論嗎？何必又要把以太扯進來呢？而且以太既然是靜止不動的，它絲毫沒有自己的速度、質量，這和不存在又有什麽差別？
各位讀者，繼承必須超越。一個權威的理論也常常有發生、成長和衰落的過程。因為這權威曾給我們許多指導和信賴，就像父親對子女一樣有養育之恩，所以在權威衰落之時，從感情上我們常常不能擺脫對它的依賴。要衝破舊習慣是一件很難的事情。正像一個舊王朝被推翻之前，總有人千方百計地想出許多改良政策以延長其壽命；一個舊學說被拋棄前，人們也總是想把新事實和舊理論統一起來，希望它還能維持住它的權威。可是這以太說已經如同一件老和尚的百衲衣，補丁實在太多，縱然有斐茲傑惹、洛倫茲這樣的好裁縫也實在難以補綴了。
說到這裏，容我們做一簡單迴憶。大凡一個新學說誕生之前，人們總要演一出《霸王別姬》或《長亭相送》之類的戲，以表述自己對舊學說不能長存的哀怨和惋惜。想那哥白尼體係誕生前夕，托勒密體係已搖搖欲墜，大量的天文觀察已證明它誤差太大。為修正這種誤差，人們就假設行星按均輪軌道繞地運行時自己又按本輪運行，一個本輪不行，再加一個，一直加到十八個，真是不厭其煩。在氧氣發現前夕，燃素說開始露出破綻，參與燃燒的物質會減輕重量，就說這是燃素跑掉了。可是有時反而會增加重量，這時就說燃素有負重量。在能量守恆定律發現之前，人們不知道熱能是運動的形式，而說物體的冷熱是熱素在來迴流動。現在以太說眼看站不住腳，人們又假設出物質運動時會收縮。但是一個老婦人無論怎樣梳洗打扮也是不能當做新娘出嫁的。這種改良性的假設總不能維持長久。時間越長，危機越深，結果便是一場必然到來的革命，這就是哥白尼、拉瓦錫、焦耳的出現。現在以太說經邁克爾遜在1887年捅破之後，人們修修補補，勉強維持到1905年，這時有一個年輕人再也不願接受這種改良了，於是便振臂一唿，提出一個革命性的學說。
此人到底是誰，且聽下迴分解。