摘要：相对论，教科书上写的是爱因斯坦，但打开公式，看到的是洛伦兹变换和闵可夫斯基时空。就连 E=mc² 的雏形，也在他之前被哈斯诺尔等人以辐射质量形式零星涉及过

相对论，教科书上写的是爱因斯坦，但打开公式，看到的是洛伦兹变换和闵可夫斯基时空。就连 E=mc² 的雏形，也在他之前被哈斯诺尔等人以辐射质量形式零星涉及过

这不是一个人发现的理论，这是一个思想完成的跃迁。洛伦兹、庞加莱、麦克斯韦、希尔伯特，他们都铺了路，但只有爱因斯坦，完成了最后那一步，把数学技巧升格为物理真理。

故事从麦克斯韦开始。他发现光就是电磁波，而且传播速度可以从两个常数算出。但一个问题马上冒出来：光的速度，是相对于谁？

牛顿力学说，没有绝对速度，只有相对运动。但麦克斯韦方程看起来不认同。如果一个带电粒子在电磁场中运动，洛伦兹力要用速度计算，而这个速度，似乎必须是绝对的。

物理界于是造出了“以太”这种看不见摸不着的背景物质，设定光在其中传播，电磁场在其中变化。这样，速度有了参照，理论闭合了。

但很快，以太就陷入了麻烦。迈克耳孙-莫雷实验测不到地球绕以太运动的痕迹，速度二阶的干涉项为零。最精密的测量，居然得出了“静止”这个荒谬结论。以太，居然对任何运动都“无感”。

洛伦兹不甘心。他在1892年提出运动电子理论，引入变换方程修补麦克斯韦方程，解释观测结果。但他的“变换”只是近似，只适用于低速运动。而为了让迈克耳孙-莫雷实验成立，他不得不引入“尺缩”，也就是运动方向上物体的物理收缩，解释干涉条纹不变。

其中，

这些变换今天被称为“洛伦兹变换”，但当年，洛伦兹自己并不理解它的真正含义。他认为时钟走得慢是被以太影响，物体变短是被以太压缩。他从未质疑“以太”这个前提。

庞加莱走得更远。他意识到这些变换构成一个“群”，也就是说，两次变换叠加后，仍是一个变换，且可逆。这意味着，不存在优先参考系。你认为你在动，我也可以说你在静，谁都没有绝对权威。

这击中了以太的根基。如果所有坐标系都等价，那么以太这个“绝对静止”参照物根本就无法定义。庞加莱因此提出了“相对性原理”：物理规律在所有惯性系中都一样。不只是力学，包括电磁学。

但庞加莱仍然保留了以太。他只是承认，我们无法探测它。

洛伦兹提出的“变换”只是数学技巧。庞加莱意识到了其对称性和哲学冲击。但他们都没敢迈出最后一步：把以太扔掉。

这个最后一步，是爱因斯坦干的。

1905年，爱因斯坦在《论动体的电动力学》一文中，提出了两个公设：一切惯性系中物理规律相同；光速在真空中为常数，不依赖于光源的运动状态。

这两个看似无法调和的假设，被他直接拿来当作理论出发点。他不再从电磁场的结构出发，而是从测量的可操作性出发：我们测到什么，我们写什么。

于是，洛伦兹变换，不再是“以太干涉下的形变”，而是时空结构的几何对称性。时间膨胀、尺缩、同步失效，不再是“看起来像”，而是“真的如此”。

这不是修修补补的技术处理，这是一次彻底的观念改造。时空，不再是背景舞台，而是可以变形、扭曲、受速度影响的结构体。

麦克斯韦方程不需要以太，光速不需要介质，变换不需要手工加入的形变量。所有这些混乱，在两条公设之下自洽而来。

有人说，庞加莱其实也想到了这些。确实，他在1905年也提交了论文，说出了类似内容。但全文发表于1906年，且内容并未明确抛弃以太。

而且，爱因斯坦在瑞士专利局工作，并无即时获取法国学术杂志的渠道。他的论文完全不引用洛伦兹，也不引用庞加莱。这不是抄袭，这是一次独立的突破。

而且更关键的，不是变换方程谁先写出，而是谁先理解它的含义。庞加莱仍然认为真实的时间只存在于以太参考系中。爱因斯坦直接否定这个“真实时间”的存在。

在他这里，时间和空间的绝对性是可以被实验推翻的近似，而不是神圣不可侵犯的公理。

这才是范式转移。

也是为什么，所有人都在研究“以太如何解释实验结果”，只有他反问一句：我们为什么要相信以太？

爱因斯坦没有发明一个新方程，他扔掉了一个旧信仰。

来源：老胡科学一点号