نويسنده: ماکس بورن
مترجم: هوشنگ گرمان

ملاک اعتبار در نظريه اتر ساکن همانا توفيق در اجراي اندازه گيري بزرگيهاي از مرتبه دوم به حسب βاست. در اين جا مي بايست معلوم شود، آيا همانطور که نظريه ايجاب مي کند، باد اتر پيکر جسم متحرک را مي روبد و موجهاي نور را پراکنده مي کند.
نخستين و مهمترين اين گونه آزمايش تجربي را مايکلسون و مورلي (1881) با کمک تداخل سنج خود اجرا کردند، تداخل سنجي که بر اثر کوششهاي خستگي ناپذير اين دو تن به افزاري پرتوان و بي سابقه تبديل شده بود.
از آزمايش تأثير حرکت زمين بر سرعت نور نتيجه گرفته شد که زمان لازم براي رفت و برگشت پرتو نور در مسافت l که به موازات مدار زمين قرار گيرد، اختلافش با زمان مربوط به حالتي که زمين ساکن بوده باشد، فقط در حد بزرگي از مرتبه دوم است؛ ما براي اين زمان در آن جا تساوي زيررا به دست آورده بوديم:

که آن را در عين حال مي توان چنين نوشت:

اگر اندازه گيري اين زمان نور با چنان دقتي ميسر باشد که نسبت به تفاوت کسر

با عدد 1، با وجود اندازه بسيار اندک

، اطمينان حاصل شود، از اين راه وسيله اي به دست خواهد آمد که تشخيص وجود باد اتر را ممکن مي سازد.
اما زمانهاي نور را در واقع به هيچ وجه نمي توان تا اين حد دقيق اندازه گرفت و تداخل سنجها در حقيقت فقط تفاضل زمانهاي حرکت نور در فاصله هاي متفاوت را با دقتي که براي اين هدف لازم است، به دست مي دهند.
به همين ملاحظه مايکلسون يک پرتو دوم را در فاصله AB به همين طول l، ولي عمود بر مداد زمين، رفت و برگشت مي دهد (ش. 1). هنگامي که نور فاصله بين A تا B را مي پيمايد، زمين يک مقدار به سمت جلو حرکت کرده، به طوري که نقطه B به محل 'B متعلق به اتر رسيده است. پس قطعه راه واقعي نور در اتر 'AB است، و اگر نور براي پيمودن اين راه زمان t را لازم داشته باشد، AB' = ct خواهد بود. در همين فاصله زماني t ، A با سرعت v حرکت کرده به 'A مي رسد. پس AA' = vt خواهد بود. اينک اگر حکم قضيه فيثاغورس در مورد مثلث 'AA'B به کار برده شود، نتيجه خواهد شد:

و بالاخره

نور براي راه برگشت به همين مدت نياز دارد؛ چون زمين در اين ميان به همين اندازه جابه جا مي شود، که در اين ضمن نقطه مبدا A از 'A به "A مي رسد.
بنابراين، نور براي رفت و برگشت به زمان t^2 نياز دارد:

ش.1- مسیر نور در آزمایش مایکسون.

از اين جا نتيجه مي شود که تفاوت بين دو زمان لازم براي پيمودن دو مسير متساوي که يکي متعامد و ديگري متوازي با امتداد حرکت زمين باشد، عبارت است از:

اينک نيز در ضمن ناديده گرفتن جمله هاي بالاتر از مرتبه دوم بر حسب

را به جاي

با تقريب مي توان قرار داد.(1)
از اين رو با تقريب کافي مي توان نوشت:

پس ميزان تأخير يک موج نور از موج ديگر در حد بزرگي مرتبه دوم است.
اندازه اين تأخير را به وسيله تداخل سنج مايکلسون مي توان تعيين کرد (ش.2). در اين تداخل سنج، نور از منبع Q بر سطح يک آينه نيمه شفاف P تابيده مي شود و در نقطه P تحت دو بخش متعامد يکي بر آينه

و ديگري بر آينه

مي تابد؛ آنگاه اين دو بخش پرتو پس از بازگشت، بار ديگر در سطح آينه P به يکديگر مي رسند و در اينجا متحداً در حال تداخل به وسيله دوربين مشاهده مي شوند. هرگاه دو مسافت

متساوي باشند و يکي از دو بازوي دوربين را در راستاي حرکت زمين قرار دهند، حالتي که هم اکنون بيان شد تحقق مي يابد؛ آنگاه دو پرتو مورد نظر با يک تأخير

نسبت به يکديگر در ميدان ديد دوربين ظاهر خواهند شد. پس نوارهاي تداخل سنج درست در محل مربوط به حالتي که اگر زمين ساکن مي بود، قرار نمي گيرند. اما اينک اگر دستگاه را به اندازه 90° بچرخانند، تا بازوي ديگر به حالت متوازي درآيد، نوارهاي تداخلي اين بار به همين اندازه به سمت ديگر جابه جا خواهند شد. بنابراين، اگر نوارهاي تداخلي در حين چرخش دستگاه نظاره شوند، در اين جريان ميزان جابه جايي مرئي بايد منطبق باشد با دو برابر تأخير، يعني با

ش.2- تداخل سنج مایکلسون.

چنانچه T دوره نوسان نور به کار گرفته شده باشد، نسبت تأخير به دوره مي شود

، و از آنجا که طول موج بنابر تساوي

به دست مي آيد، کسر مزبور را به صورت

مي توان نوشت.
بنابراين، دو قطار موج تداخل يافته متقابلاً جا به جاييهايي را در ضمن چرخش دوربين متحمل مي شوند که نسبت آنها به طول موج، به وسيله کسر

داده شده است (ش.3). نوارهاي تداخلي خود بدين علت پديد مي آيند که پرتوها پس از آنکه در جهتهاي کمي مختلف از منبع نور گسيل مي شوند، راههاي را طي مي کنند که با يکديگر تا اندازه اي متفاوتند. فاصله نواري مطابق است با راهي به دارازي طول موج، از اين رو جابه جايي قابل رؤيت نوارها يک بخش کسري

از عرض نوارهاست .
اينک مايکلسون طول راه نور را با تکرار چندين بار عمل انعکاس رفت و برگشت، به

رسانيد. طول موج نور مورد استفاده تقريباً به

بالغ مي گشت. و ما مي دانيم که β در حدود

، يعني

است. بنابراين نتيجه مي شود.

به اين معنا که نوارهاي تداخلي در ضمن چرخش دستگاه بايد به اندازه 3 / 1 فاصله خود جا به جا شوند. مايکلسون اطمينان داشت که 100 يک اين جابجايي هنوز بايستي قابل رؤيت بوده باشد.

ش.3- موجهای با طول موج یکسان λ به اندازه ی

نسبت به یکدیگر جا به جا شده اند.

اما همينکه آزمايش به راه افتاد، کمترين اثري از اين جابه جايي مورد انتظار به چشم نخورد، و در آزمايش هاي بعد هم که به وسايل موشکاف ظريفتر مجهز بوده اند، نتيجه باز همين بود. از اين جا بايد نتيجه گرفت که: باد اتر وجود ندارد. سرعت نور هم در حد مقادير مرتبه دوم متأثر از اتر نيست.

فرضيه انقباض

مايکلسون و مورلي از حاصل آزمايش خود نتيجه گرفتند، همانطور که در نظريه کشساني استوک و نظريه الکترومغناطيسي هرتز ادعا شده است، اتر به وسيله زمين متحرک تماماً با خود کشانده مي شود. اما اين امر با آزمايشهاي بيشماري که با خود کشاني بخشي از اتر را اثبات مي کنند، مغايرت دارد. اينک مايکلسون بررسي کرد، آيا سرعت نور در بلنديهاي متفاوت از سطح زمين که اختلافي قابل تشخيص بوده باشد، از خود نشان مي دهد يا نه. اما اين بررسي او به نتيجه منفي رسيد؛ مايکلسون از اين جا چنين استنباط کرد که حرکت اتري که به وسيله زمين کشانده مي شود، همچنان تا بلنديهاي فوق العاده مرتفع از سطح زمين بايستي گسترش داشته باشد. پس به اين ترتيب، اتر در فاصله هاي دور قابل ملاحظه بايستي تحت تأثير جسمهاي متحرک قرار گيرد. حال آنکه قضيه واقعاً چنين نيست؛ چون اوليور لوج (2) (1892) نشان داده بود که سرعت نور در نزديکي جسمهاي به سرعت متحرک تحت کمترين تأثيري واقع نمي شود، همچنين به هنگامي که نور در يک ميدان الکتريکي يا مغناطيسي قوي که ملازم يک جسم متحرک باشد، انتشار مي يابد. همه اين تلاشها تقريباً زايد به نظر مي رسند. چون اگر ادامه همه اين تلاشها حتي به يک توجيه بدون نقص درباره آزمايش مايکلسون منتهي مي گرديد، آنگاه مابقي مطالب الکتروديناميک و اپتيک جسمهاي متحرک، که عموماً بر باخود کشاني بخشي از اتر حکم مي کنند، يکسره بدون توضيح مي ماند.
اينک مي بينيم که نظريه الکتروني لورنتز به دنبال تجربه مايکلسون در وضعي دشوار قرار مي گيرد. حکمي که آموزش اتر ساکن بر لزوم وجود باد اتر در محيط زمين صادر مي کند، اجتناب ناپذير به نظر مي رسد و از اين رو با حاصل تجربي مايکلسون سخت تضاد پيدا مي کند. اينکه آموزش مزبور فوراً از بين نرفت، به علت يکپارچگي و هماهنگي سيماي جهان فيزيکي اين آموزش بوده است.
نظريه اتر ساکن سرانجام بر اين دشواري نيز تا يک حد معين فايق آمد، البته با کمک فرضيه هاي بس عجيب که به توسط فيتز جرالد (1892) به صحنه آمدند و از طرف لورنتز فوراً پذيرفته و تکميل شدند.
زمان لازم براي رفت و برگشت پرتو نور در يک مسافت به طول l، برحسب آنکه طول راه مزبور متواري يا متعامد با راستاي حرکت زمين بوده باشد، فرق مي کند؛ بدين قرار که در حالت اول بر

بالغ مي گردد، در حالت دوم بر

اينک فرض مي کنيم که آن بازوي تداخل سنج که به موازات حرکت زمين قرار مي گيرد، به نسبت

کوتاه مي شود. در اين صورت، زمان t_1 به همين نسبت کوچک خواهد شد، به طوري که خواهيم داشت:

پس نتيجه مي شود

اينک این فرضيه که به علت بي پروايي در صراحت غير منتظره جلوه مي کند، به طور ساده مشعر بر اين است که: هر جسمي که نسبت به اتر داراي سرعت v باشد در جهت حرکت به اندازه کسر:

منقبض مي شود.
به اين ترتيب حاصل آزمايش مايکلسون - مورلي بايد منفي باشد، چون آنگاه زمان براي هر دو وضع تداخل سنج متساوي است، يعني

خواهد بود. علاوه بر اين مطلبي که در عين حال اصل قضيه را تشکيل مي دهد، اين است که وجود چنين انقباضي با هيچ وسيله زميني در محيط کره زمين قابل تشخيص نيست؛ چون هر مقياس زميني نيز به همين منوال خود منقبض مي شود. ناظري که خارج از کره زمين در اتر ساکن بوده باشد، البته خواهد گفت که چنين انقباضي را حس مي کند: تمام کره زمين به نظر چنين ناظري در جهت حرکت پخت مي شود، و کليه چيزهايي واقع بر سطح زمين نيز به همين منوال.
فرضيه انقباض بدين سبب چنين عجيب و تقريباً نامعقول جلوه مي کند که کوتاه شدن به صورت ساده و در حکم يک کيفيت ملازم با واقعيت حرکت ظاهر مي شود، ولي نه بر اثر وجود برخي از نيروها. اما لورنتز از اين ايراد بيمي به خود راه نداد و فرضيه انقباض را در نظريه خود گنجانيد، بويژه آنکه حاصل تجربه هاي جديد تأييد مي کرد که هيچ تأثيري در حرکت زمين که ناشي از اتر باشد قابل مشاهده نيست، حتي تأثيري در حد بزرگيهاي مرتبه دوم.
توصيف يا حتي برشمردن يکايک اين تجربه ها در اين جا براي ما مقدور نيست. بخشي از اين تجربه ها مربوط مي شوند به فرايندهاي بازتابش، شکست، شکست مضاعف، چرخش سطح قطبي شدن و غيره، بخش ديگر جنبه الکترو مغناطيسي دارند و تعلق مي گيرند به پديده هاي القا، توزيع جراين در رساناها و جز اينها. فناوري فيزيکي امروزي امکان مي دهد که تشخيص داده شود، آيا يک تأثير مرتبه دوم در فرايندهاي مذکور وجود دارد يا نه. به ويژه آزمايش تروتون (3) و نوبل (4) (1903) بسيار قابل توجه است؛ هدف آزمايش مزبور يافتن نيروي چرخشي اي بوده است که بر اثر باد اتر بر خازن صفحه اي آويخته شده مي بايست وارد شود.
پاسخ اين آزمايشها بدون استثناء منفي بود. از آن پس ديگر شايسته نبود که ترديد کنند، وجود يک حرکت انتقالي در اتر به وسيله ناظري که خود در اين حرکت مشارکت دارد، قابل تشخيص نيست. به اين ترتيب، اصل نسبيت که براي مکانيک معتبر است، اعتبار خود را در حوزه کليه فرايندهاي الکترومغناطيسي گسترش مي دهد.
اينک لورنتز بر اين شد که واقعيت مزبور را با نظريه اتر خود هماهنگ سازد؛ و براي اين مقصود ظاهراً راهي ديگر جز پذيرش فرضيه انقباض وجود نداشت، البته با مقدار کاري که روي اين فرضيه انجام مي گرفت و آن را همراه با قوانين نظريه الکتروني به صورت يک مجموعه يکپارچه خالي از تضاد مبدل مي ساخت. وي ابتدا ملاحظه کرد که يک دستگاه مرکب از بارهاي الکتريکي اي که فقط تحت تأثير نيروهاي الکترواستاتيکي خود به حال تعادل بوده باشند، به محض آنکه دستگاه به حرکت درآورده شود، خود به خود منقبض خواهند شد. دقيقتر بگوييم، نيروهاي الکترومغناطيسي دخيل در حرکت يکنواخت دستگاه، پيکربندي سرعت را به نحوي تغييرمي دهند که هر پاره درازايي با يک ضريب

در راستاي حرکت کوتاه مي شود.
حال اين عبارت رياضي به توضيحي درباره انقباض فيتز جرالد منجر مي گردد، البته به شرط پذيرفتن اين فرض که همه نيروهاي فيزيکي در اصل ريشه الکتريکي دارند يا دست کم در دستگاه هاي به حالت حرکت يکنواخت، از قوانين تعادل يکسان پيروي مي کنند. فکر منتسب کردن کليه نيروها، به منشاء الکتريکي از اين جا سرچشمه مي گيرد که اين نيروها، بنا بر احکامي که مصدر آنها به گوس و گرين منتهي مي گردد، در واقع تعادل پيدا مي کنند، اما هرگز به حالت تعادل پايدار بارها منتهي نخواهند شد. نيروهايي که اتصال اتمها را در مولکولها و اتصال مولکولها را در جسمهاي جامد ايجاد مي کنند، به همين ملاحظه نمي توانند به سادگي الکتريکي بوده باشند. لزوم غير الکتريکي بودن نيروها به روشنترين وجه هنگامي ظاهر مي شود که مسئله خاصه به ترکيب ديناميکي الکترون منفرد مربوط گردد. اين الکترون بايستي توده اي از بار منفي باشد، براي اين توده بار بايستي يک انبساط محدود قائل شد. چون همان طور که در مقالات قبلی ديده ايم، انرژي يک بار گلوله مانند داراي شعاع a که به

بالغ مي گردد، چنانچه a را برابر با صفر قرار دهند، بينهايت بزرگ خواهد شد. اما از آن جا که بارهاي همنام يکديگر را دفع مي کنند، يکايک بخشهاي الکترون سعي مي کنند تا از يکديگر دور شوند. بنابراين يک نيروي بيگانه بايد در آنجا وجود داشته باشد که ترکيب اين بخشها را در مجموع حفظ کند. در نظريه آبراهام فرض بر اين است که الکترون حالت يک گلوله سخت را دارا باشد؛ يعني نيروهاي غيرالکتريکي باستي به اندازه اي بزرگ باشند که اصولاً بروز دگرديسي را اجازه ندهند. در اين مورد طبعاً فرضيه هاي ديگري را مي توان ارائه نمود.
براي لورنتز اينک احتمال اين فرضيه زياد بود که الکترونها نيز انقباض

را متحمل مي شوند. قبلاً هم اشاره کرده ايم که سپس دستوري براي جرم الکترون به دست آمد که در قياس با دستور فرضيه آبراهام ساده تر بود. ولي الکترون لورنتز علاوه بر انرژي الکترو مغناطيسي، يک انرژي دگرديسي با منشاء بيگانه نيز داشته که آن را در الکترون صلب آبراهام فاقد بوده است.
اينک لورنتز در زمينه اين سؤال که، آيا فرضيه انقباض براي استخراج نسبيت کفايت مي کند، به بررسي پرداخت. وي در ضمن يک رشته محاسبات دشوار، نتيجه گرفت که جواب منفي است. ولي بعداً (1899) همچنين پي برد که چه فرضي را باز بايد بر اين فرضيه اضافه کرد، تا کليه فرايندهاي الکترومغناطيسي در دستگاه هاي متحرک به همان صورتي که در اتر وجود دارد جريان يابند. دستاورد او در اين مورد دست کم به اندازه فرضيه انقباض او شگفت انگيز است، به اين شرح که در يک دستگاه با حرکت يکنواخت، بايستي يک مقياس زماني ديگر به کار برده شود. او خود اين مقياس زماني از يک دستگاه به ديگر دستگاه متفاوت را «زمان محلي» ناميد. فرضيه انقباض را محققاً چنين مي توان بيان کرد که مقياس طول در دستگاه هاي متحرک با مقياس طول در اتر فرق مي کند. اينک حکم دو فرضيه در مجموع اين است که فضا و زمان در دستگاه هاي متحرک بايد برپايه ديگري اندازه گرفته شوند تا دراتر لورنتز قوانيني ارائه کرد که محاسبه تبديل بزرگي مقياس در دستگاه هاي متحرک متفاوت را ممکن مي سازند، و در عين حال اثبات کرد که معادلات ميداني نظريه الکتروني در ضمن اين تبديل و تحويلها تغيير نخواهند کرد. اين محتواي رياضي
کشفي است که او کرده لامور (1900) و پوانکاره (1905) به چيزي مشابه همين نتيجه رسيدند. (5) ما اين ارتباطها را هم اکنون از موضوع برداشت اينشتين به صورتي بسيار روشنتر خواهيم شناخت و به همين ملاحظه در اين مقام بيش از اين راجع به آن صحبت نمي کنيم. اما در اين جا مي خواهيم روشن شويم که چرخش نو نظريه لورنتز چه پيامدهايي براي برداشت از اتر داشته است.
در نظريه جديد لورنتز اصل نسبيت در انطباق باتجربه براي کليه فرايندهاي الکتروديناميکي صادق است. پس ناظر فرايندها را در دستگاه خود در هر حال به صورت يکسان مشاهده مي کند، يعني اعم از اينکه دستگاه او در اتر ساکن يا در حال حرکت مستقيم يکنواخت بوده باشد. بنابراين، چنين ناظري اصولاً فاقد هرگونه وسيله است که بتواند يکي را از ديگري تميز دهد. چون مشاهده ديگر جسمهاي در عالم هم که مستقل از اين ناظر حرکت مي کنند، هماره فقط حرکت نسبي دو برابر اين جسمها را به او مي شناسانند، اما نه هرگز حرکت مطلق در برابر اتر را. پس اين ناظر مي تواند ادعا کند که او خود در اتر ساکن است، و کسي هم اين ادعا را نمي تواند رد کند. حال يک ناظر دوم هم که در يک دستگاه ديگر قرار گرفته و دستگاه او نسبت به دستگاه قبلي داراي حرکتي نسبي بوده باشد، البته عين همين ادعا را مي توان داشته باشد. هيچگونه وسيله تجربي هم وجود ندارد که بتوان تشخيص داد، آيا حق با اولي است يا با دومي.
پس در اين جا عيناً همان وضعي را در برابر اتر داريم که اصل نسبيت سنتي مکانيک در برابر فضاي مطلق نيوتون پيش آورده بود. در آن جا مي بايست نشان دهيم که معرفي يک محل معين درفضاي مطلق به عنوان چيزي واقعي، مفهوم فيزيکي معنا ندارد، چون هيچ وسيله مکانيکي اي وجود ندارد که با آن محلي (را در فضاي مطلق بتوان تشخيص داد يا بازيابي کرد، اکنون هم درست همين گونه بايد تصديق کرد که يک محل معين در اتر هيچ جنبه واقعي فيزکي ندارد. و بدين نحو اتر خصوصيت جوهري خود را کاملاً از دست مي دهد. آري، حتي مي توان گفت: اگر هر يک از دو ناظري که با يکديگر نسبي حرکت مي کنند، با حق متساوي بتواند مدعي گردد که در اتر ساکن است، پس اصولاً اتري نمي تواند وجود داشته باشد.
به اين ترتيب، نظريه اتر در اعلاي تحول به برکناري مفهوم پايه اي خود انجاميد ولي باز دشوار بود که خود را با فقدان تصور وجود اتر راضي کنند و به عدم آن تن در دهند؛ حتي لورنتز که انديشه ها و کارهاي فکري خستگي ناپذيرش نظريه اتر را دچار چنين بحراني کرده بود، خود از فرا نهادن اين گام تا مدتها ابا داشت. در حقيقت به اين علت که فکر مي کردند، اتر به عنوان انتقال دهنده نوسانهاي نور يا کلاً نيروهاي الکترومغناطيسي در فضاي خالي، وجودش مناسب است. آنچه که خود وجود ندارد، نوسانهايش غير قابل تصورند. اما اين ادعا هم که وجود نوسانها در فضاي خالي قابل شناسايي است، از حوزه عمل هر تجربه ممکن خارج مي شود. نور و نيروهاي الکترومغناطيسي را هميشه فقط در ماده مي توان شناخت. فضاي تهي و کاملاً آزاد از ماده اصولاً موضوع مشاهده را تشکيل نمي دهد. آنچه که قابل تشخيص است، اين است که: تأثيري از اين جسم مادي برمي خيزد و پس از يک مدت زمان با جسم مادي ديگر برخورد مي کند. آنچه که در اين ميان روي مي دهد، جنبه فرضي محض، يا اگر صريحتر بيان شود، اختياري است. اين بدان معناست که نظريه مختار خواهد بود که خلاء را با کميتهاي حالت، منظور با ميدانها يا نظاير آن بنابر قضاوت آزاد آرايش دهد، منتها با اين شرط که از اين طريق ارتباط تغييرات مشاهده شده در جسمهاي مادي به صورتي آشکار و روشن نمايان گردد.
اين فکر گامي است جديد به سوي مدارج تجريد بالاتر و در جهت رهايي از سير و نظرهاي معمول و متداول که اجراي ظاهراً ضروري عالم تصور را تشکيل مي دهند، ولي در عين حال به معناي نزديک شدن به کمال مطلوب است، البته فقط آن مطلوبي که معلومات مستقيماً از طريق تجربه حاصل شده را به عنوان سنگ بناهاي عالم فيزيکي اعتبار مي بخشد و در ضمن کليه منظره ها و شبيه سازيهاي زايدي را که ثمره حالت ابتدايي و ناپختگي تجربه بوده اند، مي تراشد و حذف مي کند.
اتر جوهري از اين پس از صحنه نظر به ناپديد مي گردد. جاي آن را ميدان مغناطيسي تجريدي مي گيرد و به منظور توصيف فرايندها در ماده و ارتباطهاي انتظام يافته و با قاعده اين فرايندها به عنوان وسيله کمکي رياضي عمل مي کند. (6)
حال اين وظيفه باقي مي ماند که از اين پايه تجريدي، ولي مستدل تجربي، کارهاي جديد ساختماني جهان فيزيک آغاز گردد. همان طور که قبلاً اشاره شد، لوزنتز و پوانکاره ضمن برري دقيق خصوصيت معادلات ماکسول موفقيتهايي در اين زمينه کسب کرده بودند. اين دو تن پهناورترين بخش نظريه رياضي را در اختيار خود داشته اند. منتها لورنتز چنان در نظريه سکون مطلق اثر خود غرق شده بود که به اهميت فيزيکي محتواي دستگاه هاي مرجع متعددي که وجودشان را او خود اثبات کرده بود، نتوانست پي ببرد. او در ادامه اعتقاد خود مي پنداشت که يکي از اين دستگاههاي مرجع را اتر ساکن مي تواند معرفي کند. پوانکاره گامي فراتر رفت. بر او روشن بود که عقيده لورنتز قابل دوام نيست، و نيز مي دانست که تساوي مقام دستگاه هاي مرجع به معناي نظريه نسبيت است. همچنين به اهميت نتايج حاصل از نظريه خود واقف بود. اما آنچه که او کسر داشته، يک تعمق و مداقه فيزيکي - يا بايستي گفت فلسفي - بوده است، منظور انديشه اي که نظريه نسبيت را مستقل و جدا، بدون استخراج از معادلات ماکسول با کمک محاسبات دشوار بنا کرد.
اين گام مهم را اينشتين بر داشت. او به اين نکته توجه کرد که فقط از طريق بازگشت و مرور به مفهومهاي بنيادي فضا و زمان است که بر مشکلات موجود در ملاحظات نسبي مي توان فايق آمد. اينشتين در تصورات متداول از فضا و زمان به فرضيه اي برخورد که بر واقعيتها استوار نبوده است. او در حالي اين فرضيه از قبل ناسنجيده را از نظريه اينشتين حذف کرد، به توفيق رسيد.

پي‌نوشت‌ها:

1. به منظور آنکه اعتبار تقريبي تساوي را نشان دهيم، مي نويسيم: ، و در صورت ناديده گرفتن β^4 ، تساوي درست درمي آيد.
اگر را
مجذور کنيم: و جمله آخر را ناديده بگيريم، باز همين نتيجه به دست خواهد آمد.
2. Oliver Lodge
3. Trouton
4. Noble
5. از لحاظ تاريخي جالب است که دستور تبديل در يک دستگاه متحرک، که امروزه تبديل لورنتز خوانده مي شود قبلاً در 1877 به توسط فويکت (voigt) در رساله اي ارائه شده است که هنوز مبتني بر نظريه اتر کشساني نور بوده.
6. اينشتين کمي بعد پيشنهاد کرد، فضاي خالي به حالتي که مجهز با ميدانهاي گرانش و الکترومغناطيسي به تصور مي آيد «اتر» خوانده مي شود؛ به اين ترتيب، در اين اتر هيچ نقطه اي که معين و قابل شناسايي بوده باشد وجود ندارد، و نامعقول خواهد بود اگر از حرکت نسبي در برابر «اتر» سخن گفته شود. به کار بردن کلمه اتر به اين مفهوم البته مجاز است و طبعاً پس از آن که وارد زبان شود، استفاده از آن آسان خواهد بود.