《科学是什么》第二章：力学和光学

本章从布拉德雷发现的光行差现象谈起：由于地球运动，望远镜中的恒星光像会画出小椭圆，其尺寸理论上取决于地球相对太阳的速度和相对以太的绝对速度，但该变化仅约百万分之一角秒，无法测量。

本章从布拉德雷发现的光行差现象谈起：由于地球运动，望远镜中的恒星光像会画出小椭圆，其尺寸理论上取决于地球相对太阳的速度和相对以太的绝对速度，但该变化仅约百万分之一角秒，无法测量。

接着讨论折射介质中的光速实验。赫兹认为以太随运动物体一起被携带，菲涅尔与洛伦兹则认为真空中以太绝对静止、仅部分被折射介质携带。菲佐和迈克尔逊的干涉实验证实了菲涅尔的假说，否定了赫兹理论。但由此带来的问题是：所有实验只能测出相对速度，无法测出相对以太的绝对速度。洛伦兹和菲兹杰拉德提出，运动物体沿运动方向会发生收缩，收缩量恰能抵消光行差和迈克尔逊实验中本应出现的绝对速度效应；测量工具本身也随物体收缩，因此无法察觉。

这一假说与相对性原理一致：任何实验都只能证明相对速度。但接受洛伦兹理论就必须放弃作用与反作用相等的原理——因为电磁扰动的传播需要时间，辐射反冲无法与介质中的作用完全平衡；赫兹理论虽能保住该原理，却被实验排除。

若把相对性原理当作普遍定律，洛伦兹收缩应推广到电子本身：运动的电子变成扁椭球，其质量随速度增加，横向与纵向质量不再相等，速度趋近光速时质量与能量趋于无穷，因此任何物体都无法超越光速。亚伯拉罕则主张电子为不变形的球体，其质量变化规律不同，考夫曼的实验支持这一说法，但作者指出该实验对静电场测量的可靠性存疑。

最后，电子加速时会产生以光速传播的电磁波并损失能量；这一机制解释了气体发光与吸光、赫兹放电、金属反光与黑体辐射，以及阴极射线撞击阳极产生伦琴射线等现象。