如果我在以每秒2米的速度运动的车上朝前以相对车的速度为每秒5米扔出一个石块,石块相对地面的速度就是朝前每秒7米,如果我是向车后扔石块,石块相对地面的速度就是朝后每秒3米。如果车在地面上运动,我朝前和朝后相对车相同的速度扔石块,两个石块相对地面的速度不可能大小还一样,这是日常经验,也符合经典力学的理论。
但有个东西的理论不一样,这个东西就是电磁波。当年麦克斯韦在前人的知识基础上研究得到了一个完整的电磁理论,然后又根据自己的电磁理论推导出了一个前人从未提及的东西——电磁波,还根据当时测得的空气的电容率和磁导率,计算出了电磁波的速度,这个速度正好等于当时已经测得的光的速度,于是麦克斯韦又预言光就是一种电磁波。后来,赫兹用实验证实了电磁波的存在,再后来光是电磁波也被证实。
根据麦克斯韦对电磁波速度的计算,因为电容率和磁导率是没有方向性的,而且如果是真空,没有流动介质的影响,电容率和磁导率也不会受测试平台运动状态的影响。于是,如果我们在地面的实验室测真空的电容率和磁导率,各个方向是一样的,根据麦克斯韦的理论,真空中各个方向的电磁波速度就是各个方向都一样大;如果我们在飞机上测真空的电容率和磁导率,测得的结果也是没有方向的而且与地面上实验室测得的一样,所以根据麦克斯韦的理论,飞机上测量真空中的光速,相对飞机各向速度都是一样的,而且跟地面上测得的相对地面的速度一样大;再进一步,如果我们有什么方法可以从地面上测量飞机上的真空容器中的电容率和磁导率,或者从飞机上测量地面真空容器中的电容率和磁导率,测得的结果也会一样,不会受速度的影响,按麦克斯韦的理论,从地面测得的飞机上真空容器中的各向光速应该是相对地面各向同速的,飞机上测得的地面上真空容器中的光相对飞机各向是相等的。真空容器中的光既要相对地面各向同速,又要相对飞机各向同速,这样的理论与我们的经验是完全不一样的,凭经验,这样的结论是很荒谬的。那么到底是我们的经验是对的?还是麦克斯韦计算的这样荒谬的结论是对的呢?
但有个东西的理论不一样,这个东西就是电磁波。当年麦克斯韦在前人的知识基础上研究得到了一个完整的电磁理论,然后又根据自己的电磁理论推导出了一个前人从未提及的东西——电磁波,还根据当时测得的空气的电容率和磁导率,计算出了电磁波的速度,这个速度正好等于当时已经测得的光的速度,于是麦克斯韦又预言光就是一种电磁波。后来,赫兹用实验证实了电磁波的存在,再后来光是电磁波也被证实。
根据麦克斯韦对电磁波速度的计算,因为电容率和磁导率是没有方向性的,而且如果是真空,没有流动介质的影响,电容率和磁导率也不会受测试平台运动状态的影响。于是,如果我们在地面的实验室测真空的电容率和磁导率,各个方向是一样的,根据麦克斯韦的理论,真空中各个方向的电磁波速度就是各个方向都一样大;如果我们在飞机上测真空的电容率和磁导率,测得的结果也是没有方向的而且与地面上实验室测得的一样,所以根据麦克斯韦的理论,飞机上测量真空中的光速,相对飞机各向速度都是一样的,而且跟地面上测得的相对地面的速度一样大;再进一步,如果我们有什么方法可以从地面上测量飞机上的真空容器中的电容率和磁导率,或者从飞机上测量地面真空容器中的电容率和磁导率,测得的结果也会一样,不会受速度的影响,按麦克斯韦的理论,从地面测得的飞机上真空容器中的各向光速应该是相对地面各向同速的,飞机上测得的地面上真空容器中的光相对飞机各向是相等的。真空容器中的光既要相对地面各向同速,又要相对飞机各向同速,这样的理论与我们的经验是完全不一样的,凭经验,这样的结论是很荒谬的。那么到底是我们的经验是对的?还是麦克斯韦计算的这样荒谬的结论是对的呢?