19世纪末，物理学已经有了相当的发展，几个主要部门——力学、热力学和分子运动论、电磁学以及光学，都已经建立了完整的理论体系，在应用上也取得了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶，伟大的发现不会再有了，以后的任务无非是在细节上作些补充和修正，使常数测得更精确而已。
    然而，正在这个时候，从实验上陆续出现了一系列重大发现，打破了沉闷的空气，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现代物理学革命的序幕。从伦琴发现X射线的1895年开始，到1905年爱因斯坦发表三篇著名论文为止，在这10年左右世纪之交的年代里，具有重大意义的实验发现如下表。

年代     |人物                  |贡献
1895     |伦琴                  |发现X射线
1896     |贝克勒斯              |发现放射性
1896     |塞曼                  |发现磁场使光谱线分裂
1897     |J.J.汤姆生            |发现电子
1898     |卢瑟福                |发现阿耳法、贝塔射线
1898     |居里夫妇              |发现放射性元素钋和镭
1899-1900|卢梅尔和鲁本斯等人    |发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布律
1900     |维拉德                |发现咖码射线
1901     |考夫曼                |发现电子的质量随速度增加
1902     |勒纳德                |发现光电效应基本规律
1902     |里查森                |发现热电子发射规律
1903     |卢瑟福和索迪          |发现放射性元素的蜕变规律

二、众里寻它千百度——“以太漂移”的探索

    “以太漂移”问题是从光行差的观测开始提出的。1725—1727年，英国天文学家布拉德雷对恒星的方位作了一系列的精确测量，把恒星一年四季的位置折算到天顶，发现都呈圆形轨迹。
    以太观念的提出可以追溯到古希腊时代。亚里斯多德认为天体间一定充满有某种媒质。笛卡尔1644年发表的《哲学原理》中就引用了以太的观念。他认为“虚空”是不可能存在的，整个宇宙充满着一种特殊的易动物体——以太。由于太阳周围以太出现旋涡，才造成行星围绕太阳的运动。1678年惠更斯把光振动类比于声振动，看成是以太中的弹性脉冲。但是后来由于光的微粒说占了上风，以太理论受到压抑。牛顿就认为不需要以太。他主张超距作用，倾向于微粒说。1800年以后，由于波动说成功地解释了干涉、衍射和偏振等现象，以太学说重新抬头。在波动说的支持者看来，光既然是一种波，就一定要有一种载体。光能通过万籁俱寂的虚空，证明在虚空中充满这种载体，这就是以太。他们把以太看成是无所不在、绝对静止、极其稀薄的刚性“物质”
    迈克耳逊1881年在波茨坦做的实验遭到人们的怀疑，他自己也觉得不满意。只是由于著名物理学家瑞利和开尔文的鼓励与催促，他才下决心跟莫雷合作，进一步改进干涉仪实验。然而，实验的结果依然如故。
    迈克耳逊和莫雷的实验结果发表后，科学界大为震惊。这个零结果对菲涅耳部分拽引假说是一个致命打击。迈克耳逊和莫雷倾向于斯托克斯的完全拽引假说，但是从斯托克斯的完全拽引假说出发，必然会引起一个结论，即在运动物体表面有一速度梯度的区域。如果靠得很近，总可以察觉出这一效应。于是英国物理学洛奇在1892年做了一个钢盘转动实验，以试验以太的漂移。洛奇的钢盘实验虽然没有迈克耳逊—莫雷实验的影响大，但它的结果导致人们对斯托克斯的完全拽引假说也失去了信心，迫使人们接受费兹杰惹在1889年和洛伦兹在1892年分别提出的收缩假说。这个收缩假说在推动物理学的革命方面曾经起过承前启后的历史作用。
    自1728年至1908年间的著名以太飘移实验有：光行差实验、部分拽引实验、偏振面旋转实验、干涉仪实验、转盘实验、磁流实验、双折射实验、电容器扭转实验、电阻实验、单极感应实验。

三、此时无声胜有声——《论动体的电动力学》的发表

    爱因斯坦的《论动体的电动力学》一文于1905年6月完成，《物理学年鉴》在9月28日就刊登出来了。虽说在审美因素上，物理学家接纳狭义相对论相对地说要容易一些，但并不是说狭义相对论的时空观、物质观等方面奇妙的结论，会被科学界轻易地接受。正如泊恩斯坦所说。“主要是漠然视之或加以否定”。在波兰，物理学家威特科夫斯基读了爱因斯坦的论文以后，曾大声赞叹地说：“一个新的哥白尼已经问世了！”玻恩在读了爱因斯坦的论文以后，也立刻看出了论文的巨大意义，并认为有必要予以正式的推广。在德国，还有一位重要的人物认真读过爱因斯坦的论文，他就是柏林大学教授普朗克。他为狭义相对论早期引起人们的重视和传播，起了决定性作用。在法国，直到1910年几乎没有人提到爱因斯坦的相对论。在美国，最初十几年中也没有得到认真对待。迈克耳逊至死还念念不忘“可爱的以太”，认为相对论是一个怪物。在英国，相对论彻底否定以太，被人们看成是不可思议的事。当时甚至掀起了一场“保卫以太”的运动。J.J.汤姆生在1909年宣称：“以太并不是思辩哲学家异想天开的创造，对我们来说，就象我们呼吸空气一样不可缺少”。1911年，美国科学协会主席马吉说：”我相信，现在没有任何一个活着的人真的会断言，他能够想象出时间是速度的函数。”被爱因斯坦誉为相对论先驱的马赫，竟声明自己与相对论没有关系。只是到了1919年，爱因斯坦的广义相对论得到了日全食观测的证实，他成为公众注目的人物，狭义相对论才开始受到应有的重视。这使得物理学家从此形成了一种爱因斯坦理论，那么它很大程度上可能是正确的。
    通过各种实验检验，相对论越来越令人信服。然而，有一点应该特别强调：我们可以用一个实验否定某个理论，却不能用有限数量的实验最终证明一个理论；一个精确度并不很高的实验也许就可以推翻某个理论，却无法用精确度很高的一系列实验最终肯定一个理论。

四、无缘对面不相识——相对论为什么没有获得诺贝尔奖

    相对论无疑是爱因斯坦一生中最伟大的贡献。按杨振宁的话：“我看他的业绩完全可以获得3次诺贝尔奖。”1909年10月，德国著名化学家奥斯特瓦尔德首先提名爱因斯坦为1910年诺贝尔物理学奖候选人，原因是狭义相对论的伟大贡献。以后他又于1912年、1913年再度提名爱因斯坦。1921年有更多的人因广义相对论而提名爱因斯坦，但诺贝尔奖委员会因为还有不少人反对相对论而犹豫不决，结果弄得1921年竟没有颁发物理学奖。1922年的推荐信又陆续寄到了委员会，推荐爱因斯坦的著名科学家越来越多。于是，委员会决定绕国相对论这个“争论太多”的障碍，直接以光电效应的贡献把1921年空缺下来的物理学奖授予爱因斯坦，而将1922年的授予玻尔。
    委员会成员、物理化学家阿列纽斯在1922年12月10日作的物理学奖颁奖演说时，一开始就说：“今天在世的物理学家恐怕没有谁的名字比阿尔伯特.爱因斯坦的名字那样广为人知。大家议论的中心是他的相对论。这个理论从根本上说是与认识论有关的，因而它一直是在哲学界中热烈讨论的课题。著名的哲学家柏格森在巴黎批评了这个理论，而另外一些哲学家却全心全意地赞同它，这并不是什么秘密。天文物理学界也对此理论持怀疑态度，因为有些关系目前正在受到严格的验证。”

五、忆往昔峥嵘岁月——国内外学术界对相对论提出的质疑和挑战

    由于相对论的数学不好懂，而难懂的学问常被看成是高深的学问，于是相对论就成为了一门神秘莫测的学问，非凡夫俗子所能问津，由于怯于坦率承认自己的不足和跻身士林之企求，相对论者之间，相对论者与反对者之间也仅敢在一些枝节问题上进行争论，结果总是不了了之。
    1965年，有一位叫丁格尔的教授在《自然》杂志发表文章，认为相对论中存在一个致命的佯谬——“双生子佯谬”，足以使狭义相对论被否定。丁格尔反对相对论有很长的历史，事实上他在1956—1968年之间至少发表了15篇以上反对相对论的文章。
    2001年9月上旬，在英国剑桥大学举行了有30多位著名宇宙学家参加的研讨会，会上有一个由天文学家、宇宙学家组成的研究小组警告说，科学家们必须修改某些一直被认为是支配宇宙的法则，其中包括相对论；他们认为：宇宙比我们原来已知的要奇异许多“。
    我国科学家在相对论问题上也一直进行着摸索，从郑铨的质疑秦元勋的快子模型到杨文熊的质能关系新解释，张*的相对论修正，卢鹤绂的红移各向异性结论和电磁场的漩涡模型，曹盛林的天文超光速现象总结及芬斯勒时空中的相对论模型，黄志洵的量子隧道效应超光速解释等等，组成了我国科学家不懈探索的一条轨迹。
    21世纪初有另一种声音出现并变得越来越强，那就是：人类不该在爱因斯坦的成就和论断之前止步，而应该继续前进，不屈从于约定俗成的理论。只有不断向既有学说发起挑战，才是不断带来革命性发现的科学探索精神。这并不是说要去胡乱怀疑，而是在无边的宇宙和奥秘的自然界面前保持人类应有的谦虚。

主要参考文献
[1]郭奕玲，沈慧君. 物理学史. 北京：清华大学出版社，1993
[2]杨建邺. 窥见上帝秘密的人——爱因斯坦传. 海南：海南出版社，2003
[3]栾建军. 中国人，谁将获得诺贝尔奖. 北京：中国发展出版社，2003
[4]林为民. 图说相对论. 内蒙古：内蒙古人民出版社，2003
[5]黄志洵. 超光速研究新进展. 北京：国防工业出版社，2002