闲来无事，在这里帖吧潜水也有好几天了，总感觉有些问题不吐不快。看到很多狭义相对论爱好者所得到的相对论理论，一般都是来自科普书籍。基础理论上的欠缺不少，于是就想在这里开一个系列贴，把大家容易引起误解的问题澄清一下。
    狭义相对论是建立在电动力学基础上的，爱因斯坦关于狭义相对论的第一篇论文标题是：《论动体的电动力学》，狭义相对论的结论是为了解决电动力学波动方程在牛顿力学体系内伽利略变换下不协变引起了困难而提出的。所以，想了解狭义相对论，就必须对电动力学有一个完整的理解，物理系的同学们都应该有所了解，狭义相对论通常都是放在电动力学课程里去学习的，好了，下面我来说今天要说的第一个话题。

PS:本人水平有限，对相对论的理解也仅限于狭义相对论，高手拍砖就免了，呵呵

问题之一：关于迈克尔逊－莫雷实验(1887)

    关于迈克尔逊－莫雷实验（1887）的各种解释，大家众说纷纭、莫衷一是，甚至有很多人认为，狭义相对论里的光速不变假设就是爱因斯坦从这个实验总结而来。如前所述，其实狭义相对论的诞生主要是因为电动力学波动方程在牛顿力学体系内伽利略变换下不协变的问题，与迈克尔逊－莫雷实验(1887)的关系并不大，虽然迈克尔逊－莫雷实验(1887)在历史上有着重要的地位。
    从电动力学的角度看来，包括迈克尔逊－莫雷实验(1887)在内的一些早期光学实验都存在着理论上的缺失，严格来说，这类实验都没有物理意义的无效实验。这类实验除了迈克尔逊－莫雷实验(1887)外，还有双星观测、太阳两个边缘光速和一些其它借用地球以外的光源来做的各类实验，我们说大家打算从这里讨论狭义相对论、甚至是想从这里驳倒狭义相对论是白费功夫的。这些没有物理意义的实验，虽然在当时是引发经典物理学的灾难，但是现在看来，可以说这些都只是一个“误会”。

    然而这些实验虽然无物理意义却一再出现在现代的科普书籍甚至是物理学教科书上，这是因为要理解这些实验为什么无意义需要大量远超科普级别的物理和数学知识。这类事情有很多，比如：我们都知道电子轨道的概念是不正确的或客气一点说是不完备的，然而中等教育教科书上依然采用这种方式，因为这种简明的方法可以使得更多人容易理解。我们总不可能强求对一个初涉科学的人提到电子运动就用量子力学来分析吧。甚至于现在的央视台标依然用那个电子轨道的形象图。再如，牛顿力学作为相对论在低速下的近似公式，我们不能因为相对论而在日常应用中不去采用吧？讨论低速物体时我做一次洛仑兹变换得出的相对论效应如此之低，什么仪器需要这种精度呢。


    下面让我们来稍稍详细地了解一下这类实验无意义的原因：

    这类实验的结果我们先不谈，首先他们有一个共同点，那就是我们实验中用到的光在我们接收到之前都通过了物质，如阳光通过太阳与地球之间的这段空间之后又穿过大气才来到迈克尔逊－莫雷实验中的镜子上的。那么问题是光是否与在进入实验仪器之前他所穿越的物质有相互作用呢，这里就是我们要说的关键。从数学上这些现象都包含于Extinction theoremof中。

    厄瓦耳(Ewald1912)和俄辛(Oseen1915)的消光定理（Extinction theoremof）认为：一个从真空中的以光速c传播的入射电磁波进入色散媒质内，那么它的场就被感生偶子场的一部分所抵消（从宏观角度上看也就是被电极化强度P的一部分抵消的。刚才搜索了一下，没在中文网页上找到这方面的资料，你要具体了解为什么，请您直接查看Born and Wolf page100。从宏观角度上看也就是被电极化强度P的一部分抵消的。），且被另一个波所代替，这个波以表征媒质的相速度传播，入射波因干涉而消失，数学分析得知对这个过程是在有限的一段距离上发生的，由于真空波和媒质波有着不同的相速度，两者经过这段距离之后就会有明显的位相差，当频率为ω时，相位差是Δφ=ω(n-1)x/c 式中n为折射率，x为消光距离。这里请你们要注意的是，入射波是干涉消失的，而不是吸收，所以，在这里我们讨论的是相位！在这里我直接给出一些数据：对于n约为1.5的玻璃和波长为650nm的可见光得出的消光定理距离约为2*10^-7m；对于空气中的1Mev的γ射线消光定理距离约为0.73m；而可见光在星际空间传播时的消光定理距离则长达2光年左右。