就是它的能量的量度，於是一個物系的質量守恆定律與能量守恆定律就成為同一的了，而且這質量守恆定律只有在該物系既不吸收也下放出能量的情況下才是正確的。現在將能量的表示式寫成如下形式

我們看到，一直在吸引我們注意的只不過是物體在吸收能量E0以前原來具有的能量。

目前（指1920年；見本節末尾附註）要將這個關係式與實驗直接比較是不可能的，因為我們還不能夠使一個物系發生的能量變化E0大到足以使所引起的慣性質量變化達到可以觀察的程度。與能量發生變化前已存在的質量m相比，是太小了。由於這種情況，經典力學才能夠將質量守恆確立為一個具有獨立有效性的定律。

最後讓我就一個基本問題再說幾句話。電磁超距作用的法拉第…麥克斯韋解釋所獲得的成功使物理學家確信，象牛頓萬有引力定律型別的那種（不涉及中介媒質的）瞬時超距作用是沒有的。按照相對論，我們總是用以光速傳播的超距作用來代替瞬時超距作用（亦即以無限大速度傳播的超距作用）。這點與速度c在相對論中起著重要作用的事實有關，在本書第二部分我們將會看到廣義相對論如何修改了這一個結果。

16．經驗和狹義相對論

狹義相對論在多大的程度上得到經驗的支援呢？這個問題是不容易回答的，不容易回答的理由已經在敘述斐索的重要實驗時講過了。狹義相對論是從麥克斯韋和洛倫茲關於電磁現象的理論中衍化出來的。因此，所有支援電磁理論的經驗事實也都支援相對論。在這裡我要提一下具有特別重要意義的一個事實，即相對論使我們能夠預示地球對恆星的相對運動對於從恆星傳到我們這裡的光所產生的效應，這些結果是以極簡單的方式獲得的，而所預示的效應已判明是與經驗相符合的。我們所指的是地球繞日運動所引起的恆星視位置的週年運動（光行差），以及恆星對地球的相對運動的徑向分量對於從這些恆星傳到我們這裡的光的顏色的影響。後一個效應表現為，從恆星傳播到我們這裡的光的光譜線的位置與在地球上的光源所產生的相同的光譜線的位置相比確有微小的移動（多普勒原理）。支援麥克斯韋…洛倫茲理論同時也是支援相對論的實驗論據多得不勝列舉。實際上這些論據對理論的可能性的限制己達到了只有麥克斯韋和洛倫茲的理論才能經得起經驗的檢驗的程度。

但是有兩類已獲得的實驗事實直到現在為止只有在引進一個輔助假設後才能用麥克斯韋…洛倫茲的理論來表示，而這個輔助假設就其本身而論（亦即如果不引用相對論的話）似乎是不能與麥克斯韋…洛倫茲理論聯絡在一起的。

大家知道，陰極射線和放射性物質發射出來的所謂β射線是由慣性很小速度相當大的帶負電的粒於（電子）構成的。考察一下此類射線在電場和磁場影響下的偏斜，我們就能夠很精確地研究這些粒子的運動定律。

在對這些電子進行理論描述時，我們遇到了困難，即電動力學理論本身不能解釋電子的本性。因為由於同號的電質量相互排斥，構成電子的負的電質量在其本身相互排斥的影響下就必然會離散，否則一定存在著另外一種力作用於它們之間，但這種力的本性到目前為止我們還未清楚。如果我們假定構成電子的電質量相互之間的相對距離在電於運動的過程中保持不變（即經典力學中所說的剛性連線），那麼我們就會得出一個與經驗不相符合的電子運動定律。洛倫茲是根據純粹的形式觀點引進下述假設的第一人，他假設電子的外形由於電子運動的緣故而在運動的方向發生收縮，收縮的長度與成正比這個沒有被任何電動力學事實所證明的假設卻給了我們一個在近年來以相當高的精確度得到證實的特別的運動定律。

相對論也導致了同樣的運動定律，而無需藉助於關於電子的結構和行為的任何特別假設。我們在第13節敘述斐索的實驗時也得出了相似的結論，相對論預言了這個實驗的結果，而無需引用關於液體的物理本性的假設。

我們所指的第二類事實涉及這樣的問題，即地球在空間中的運動能否用在地球上所做的實驗來觀察。我們已在第5節談過，所有這類企圖都導致了否定的結果。在相對論提出以前，人們很難接受這個否定的結果，我們現在來討論一下難以接受的原因。對於時間和空間的傳統偏見不容許對伽利略變換在從一個參考物體變換到另一個參考物體中所佔有的首要地位產生任何懷疑。設麥克斯韋一洛倫茲方程對於一個參考物體K是成立的，那麼如果假定座標系K和相對於K作勻速運動的座標系K’之間存在著伽利略變換