追光實(shí)驗(yàn)是著名物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦16歲時(shí)提出的一項(xiàng)思想實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)銳利的指出了經(jīng)典物理學(xué)所無(wú)法解釋的矛盾之處。愛因斯坦的“追光實(shí)驗(yàn)”成為他的狹義相對(duì)論基礎(chǔ)。

突破實(shí)證科學(xué)

歷史上不乏在科學(xué)、藝術(shù)、政治和體育等領(lǐng)域做出偉大貢獻(xiàn)的難民，其中包含物理學(xué)家愛因斯坦阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein），現(xiàn)代科學(xué)最偉大的科學(xué)家之一，提出的“相對(duì)論”物理理論不僅改變科技界的時(shí)空觀，甚至影響了二十世紀(jì)的人類的宇宙哲學(xué)觀。

令人驚嘆的是，這位科學(xué)巨匠所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是在他的思想之中，而不是在實(shí)驗(yàn)室。愛因斯坦所做的思想實(shí)驗(yàn)如著名的“追光實(shí)驗(yàn)”，無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室復(fù)制和進(jìn)行，只能通過思考和分析。

愛因斯坦在16歲時(shí)，開始思考如果追逐空間中的一束光，會(huì)有什么結(jié)果。愛因斯坦推斷，如果能追上光，就意味著空間中的光像凍結(jié)了一樣。但是，光不會(huì)被凍結(jié)。因此，光的速度不會(huì)慢下來，仍然以光速運(yùn)動(dòng)。那么，即使追上了光線，觀察者也會(huì)發(fā)現(xiàn)光速不變，出現(xiàn)變化的是其它東西如時(shí)間。

愛因斯坦的“追光實(shí)驗(yàn)”成為他的狹義相對(duì)論基礎(chǔ)。

火車實(shí)驗(yàn)

如果一個(gè)人站在火車上，而他的朋友在地面，一束光線照射在火車的頭尾，他的朋友會(huì)同時(shí)看到亮光。但是，那個(gè)在火車上的人卻感覺火車前進(jìn)的方向早出現(xiàn)光亮。愛因斯坦相信，火車?yán)锘虻孛嫠姷牟煌f明時(shí)空是相對(duì)的、是可以變化的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)也為建立狹義相對(duì)論打下基礎(chǔ)。

廣義相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間不僅會(huì)因大質(zhì)量物體的存在而彎曲，大質(zhì)量物體的旋轉(zhuǎn)還會(huì)拖動(dòng)周圍時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲黑箱實(shí)驗(yàn)愛因斯坦想像，空間中漂浮一個(gè)黑色的箱子，一個(gè)人站在其中，因?yàn)樗床坏酵饷娴那闆r，所以只能通過箱子內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)變化推斷外界。突然，這個(gè)人下落到箱子的一邊，那么怎樣判斷是箱子自身原因還是外界造成的。愛因斯坦認(rèn)為，不論怎樣原因，表現(xiàn)的結(jié)果相同，所以在考慮時(shí)空可變的條件下，物體產(chǎn)生重量的原因可以解釋為空間變化造成重量現(xiàn)象。這種邏輯后來被愛因斯坦用于形成廣義相對(duì)論。

2016年6月，激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）觀測(cè)的時(shí)空彎曲效應(yīng)（即愛因斯坦預(yù)測(cè)的引力波）再次說明，他在1916年發(fā)表描述時(shí)空可變的廣義相對(duì)論是正確的。但是，人們似乎只關(guān)注他的思想成就，而忽視他產(chǎn)生可以改變科學(xué)和哲學(xué)觀的思想過程?？茖W(xué)家根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論繪制的成對(duì)黑洞引力波突破實(shí)證科學(xué)框框現(xiàn)代科學(xué)是實(shí)證科學(xué)。

實(shí)證科學(xué)只承認(rèn)觀測(cè)到的現(xiàn)象對(duì)科學(xué)研究有意義，無(wú)論提出假說還是檢驗(yàn)假說，都只能根據(jù)觀測(cè)到的現(xiàn)象。嚴(yán)格講，愛因斯坦使用的思想實(shí)驗(yàn)方法不是現(xiàn)代實(shí)證科學(xué)的所謂“觀察、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)”。愛因斯坦所做的和實(shí)證科學(xué)的要求不同，所以100多年前當(dāng)他提出相對(duì)論時(shí)，遭到幾乎整個(gè)科技界的嘲笑和排斥，僅僅少數(shù)幾個(gè)理智占主導(dǎo)的科學(xué)家感受到愛因斯坦思想的巨大現(xiàn)實(shí)意義——用非實(shí)證方法得到的理論也是可以描述這個(gè)宇宙的。愛因斯坦曾說：“在原則上，試圖單靠可觀察量來建立理論，那是完全錯(cuò)誤的”。