世界上著名的十大思想实验——爱因斯坦光线

（小文一篇）

众所周知，爱因斯坦创立了闻名世界的狭义相对论，然而这一理论取自于他在16岁时所作的思想实验。

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在他的自传中，爱因斯坦回想起他所做的这一思想实验：

如果幻想自己自己在宇宙中追逐着一条光线，根据他的推理，如果自己能够保持着光速在光线的旁边进行运动，那么就应该可以看到光线成为“在空间上不断震荡但始终停滞不前的电磁场”。

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事实上，我们可以对这个模型进行适度的简化，假如“我就是爱因斯坦，有一天获得超能力，能够以光速进行飞行，我还能够在镜子中看到自己的脸吗？”或者说，我开着一辆梦寐以求的光速飞船，那么从飞船底端发出的光线能否达到飞船的前端呢？（就是说，我还能不能看见飞船后端的推进器的光线呢？）

根据麦克斯韦方程式，无论自己以多快的速度追逐光线，光线始终保持着固定的速度进行传播，光速在所有惯性坐标系之下都是恒定的，不论自己跑多快，都不能够超过光线的速度。

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然而这个实验最终的结果是，虽然与当时的“以太”理论所冲突，得出了永远不能够达到光速的结果。

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也就是说，在无限接近光速的速度下运动，也能够从镜子中看到自己的脸。

针对光速极限的问题，我们很容易联想到是否存在宇宙边界的问题，实际上，在四维宇宙下是不存在宇宙边界的问题的，光在宇宙框架下运动而难以突破宇宙的极限。

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附录：

以太理论：以太是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质。是物理学史上一种假想的物质观念，其内涵随物理学发展而演变。

17世纪时，法国数学家R.笛卡尔建立了以太​旋涡​说。他以此解释太阳系内各行星的运动。

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荷兰C.惠更斯和英国R.胡克提倡光的波动说，他们都假定空间具有无所不在的以太，以此作为波动媒介。这时期的以太便称为“发光以太”或“光以太”。

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牛顿虽然不同意胡克的光波动学说，但他也像笛卡尔一样反对超距作用并承认以太的存在。

在他看来，以太不一定是单一的物质，因而能传递各种作用，如产生电、磁和引力等不同的现象。

牛顿也认为以太可以传播振动，但以太的振动不是光，因为光的波动学说（当时人们还不知道横波，光波被认为是和声波一样的纵波）不能解释今天称为的光的偏振现象，也不能解释光的直线传播现象。