一片誰也看不見的海
往池塘裡扔一塊石頭，漣漪盪開——但它需要水。撥一下吉他弦，聲音傳開——但它需要空氣。於是當 19 世紀的科學家研究光在太空的黑暗中傳播時，他們問了一個再自然不過的問題：波總得有某種東西在波動，那麼光究竟在什麼東西裡波動？他們的答案，是一種看不見、沒有重量、填滿一切的果凍狀物質，叫做以太——據說它浸透萬物，連星辰之間的縫隙也不例外。
逆著風游泳
如果以太真的填滿了空間，那麼繞著太陽飛奔的地球，就必然在其中破開前行，就像一輛開著車窗的汽車衝過空氣。你應該能感到一股「以太風」從身邊掠過。妙處就在這裡：光應該會隨著這陣風走。沿著風的方向打出的一束光，測出的速度應該和橫穿這陣風的光略有不同——就像一個游泳者，順流而下會比橫渡河面更快。
1887 年，阿爾伯特·邁克生和愛德華·莫雷造了一台機器，專門去捉那一丁點兒差異。他們把一束光劈成兩半，讓兩半沿著互成直角的兩條臂前進，撞上鏡子彈回，再重新匯合。只要其中一束被以太風哪怕拖慢一根頭髮絲那麼一點，兩束光抵達時就會稍稍錯開節拍，重逢的那一刻便會露出馬腳。整台儀器漂在一池液態水銀上，好讓他們能緩緩轉動它，把兩條臂掃過風的每一個方向。
mirror
|
| arm "across the wind"
light |
source--+----------------- mirror
\ | arm "along the wind"
\ |
\ v
detector aether wind =====>結果：什麼也沒有
他們轉動機器。他們一直等到春天，等地球繞到太陽另一側、朝相反方向運動時，再轉一次。儀器靈敏到足以察覺比預期還要輕柔得多的風。可每一次，兩束光都分毫不差地同步抵達。沒有拖慢，沒有風，沒有任何以太在拉扯光。那個時代最精心打造的一次測量，量出來的結果——恰恰是零。這正是科學家所說的零結果：實驗做得無懈可擊，卻什麼也沒找到。
把物理學撬開
如此頑固的結果，沒法被人忽視。將近二十年裡，最聰明的頭腦想盡辦法去搶救以太，給它打上一個比一個巧妙的補丁——也許運動的物體會恰好縮短一點點，剛好把那陣風藏起來？這些修補在紙面上行得通，卻更像是一句句辯解。後來，年輕的愛因斯坦選了一條勇敢的路：別再打補丁了，就照實驗說的去信它。
- 認真對待這個零結果。沒有以太風，是因為根本沒有以太這片海。光不需要任何介質，它自己就能傳播。
- 追問那陣風為何消失。最乾淨的解釋令人屏息：無論你自己跑得多快，每個人測到的光速都完全一樣。
- 把這條線索拉到底。如果光速永不改變，那麼改變的就必須是時間和空間——用力拉動這一根線，整套相對論便從中抽絲剝繭地展開了。