Souvislosti s elektromagnetismem

Tato kapitola pojednává pouze okrajově o objevech v elektromagnetismu, které souvisely se vznikem teorie relativity. Jde hlavně o odhalení vlnové podstaty světla a rychlost šíření světla. Nijak do hloubky teorie elektromagnetického pole nepůjdeme.

První pokusy s elektřinou byly učiněny už ve starověku - Thales Milétský v 7. stol. př. n. l. popsal přitahování drobných předmětů jantarem, který byl předtím zelektrován třením. Známé jsou pokusy s liščím ohonem a ebonitovou tyčí. Roku 1785 Coulomb nalezl vztah pro sílu mezi dvěma náboji a další a další objevy následovaly, až v nich udělal pořádek James Clark Maxwell, když r. 1862 vytvořil soustavu rovnic, popisujících elektromagnetické pole, z nichž se dají odvodit všechny ostatní elmag. rovnice. Ovšem brzy se ukázalo, že z těchto Maxwellových rovnic lze odvodit i jiné rovnice, do té doby s elektromagnetismem nespojované. Především to byla rovnice vlnění, známá z akustiky. Tím se zjistilo, že elektromagnetické pole si může vystačit "samo o sobě", může vydržet, i když už je jeho zdroj vypnutý a šířit se prostorem dál a dál ve formě jakýchsi vln. Existenci těchto vln prokázal Heinrich Hertz r. 1888. Z rovnic dále vyplývalo, že rychlost šíření těchto vln by měla být asi 300 000 km/s, což se nápadně podobalo tehdy už dobře změřené rychlosti světla. Maxwell tedy vyslovil názor, že světlo je elektromagnetické vlnění. Zbýval už jen "drobný" problém: tato vlna se může šířit i vakuem, čili prázdnotou. Jenže potom není jasné, jak posuzovat pohyb vzhledem k takovému vlnění. Byl by to vlastně pohyb vzhledem k prázdnotě, jelikož představa "úprku" před vlnou ve vakuu je totéž co úprk před vakuem (?!). Maxwellovy rovnice naznačovaly, že světlo snad ani nemůže mít jinou rychlost než oněch 300 000 km/s - výpočty připouštěly pouze tento výsledek a žádný jiný. Pokud by se při letu naproti světlu zaznamenala větší rychlost jeho přibližování než v klidu (na pohled logická), by musela znamenat, že se změnily buď Maxwellovy rovnice a nebo konstanty, které rychlost světla určují (permitivita a permeabilita). Ale proč by to tak mělo být? Proč by se měnily fyzikální zákony a konstanty, když se pohybuji...? Einsteinův princip relativity říká, že zákony fyziky jsou neměnné. Je tomu však skutečně tak? Otázku mohl vyřešit pouze experiment...