迈克尔逊干涉仪的思想实验详细叙述
现设迈克尔逊干涉仪沿其中一条光路x的方向作匀速直线运动，所形成的干涉条纹与静止时是一样的。这就表明运动时，两路光来回所花的时间tx'和ty'也相等，即tx'=ty'。这是因为迈克尔逊干涉仪是通过干涉图案是否变化，来判断两路光来回的时间差是否变化，这也是迈克尔逊和莫雷之所以用它来验证以太是否存在的依据。如若不然，迈克尔逊-莫雷实验的结果，就不能被用来验证光速不变了。再按相对论的说法无论是否运动，钟在其所在的惯性系里测得的时间都是有效的，因此运动时分光镜处的那个钟，所记录下的两路光来回所花的时间就设为tx'和ty'。
由于假设运动仅发生在x方向，与之垂直的y方向上没有速度变化，按狭义相对论的的说法，y方向光路的长度(空间尺度及数值)不会变，即ly'=ly。而相对于这个钟，运动前后各方向的光速仍然是同一个值c。由ly=ly'、ty=2ly/c、ty'=2ly'/c，可知ty=ty'，即运动前后该钟所测y方向的光来回的时间值是相等的，而且这个钟的计量尺度也不该有改变。因为只有这样，由2ly'/ty'计算所得的光速值才能与运动前的计算值2ly/ty完全一样。如果运动后仅仅钟的计量尺度有所改变，那这时所测的光速是不可能与运动前所测的真正一样，这好比用快慢不同的钟来测速，数值一样并不能保证速度一样。
有了tx=ty、ty=ty'、tx'=ty'，自然就可推出tx=tx'；再根据光速不变原理及速度公式，由2lx/tx=2lx'/tx'，还可推出lx=lx'。同理，由于运动前后钟的计量尺度没有变化，那么x方向的空间尺度也不会发生变化。既然得出了lx=lx'及tx=tx'的结论，那么狭义相对论所预言的运动将会产生“钟慢尺缩”的物理效应又去哪了呢？
显然要在狭义相对论的框架下，对本思想实验第一个假设情形作分析，是发现不了物理意义上的“钟慢尺缩”效应的。如果楞说有此物理效应的话，将会出现与本假设情形及光速不变原理格格不入的局面，这将在接下来分析另一假设情形中体现出来。且不说迈克尔逊干涉仪运动前后，干涉条纹图案不一样的假设情形符不符合相对性原理，以下将基于这第二个假设情形，接着考察光速不变原理和“钟慢尺缩”的物理效应在相对论体系中的相容性。
如前所述，迈克尔逊干涉仪静止时两条光路等长（lx=ly），所形成的干涉条纹表示两路光来回的时间是一样的（tx=ty）。若按现假设，实验装置沿x方向作匀速直线运动时，干涉条纹与静止时的不一样了，以迈克尔逊干涉仪的原理来看，两路光来回的时间不再一样了(tx'<>ty')。
按狭义相对论的说法，x方向若有运动变化，该方向上就会有“钟慢尺缩”的物理效应，即x方向的光路由静止时的lx变为运动时的lx'，钟记录光来回的时间也由静止时的tx变为运动时的tx'。而按速度公式2lx'/tx'计算运动时x方向的光速值仍然是c，与静止时按2lx/tx计算的值是一样的，符合光速不变原理。
这时由于y方向的运动速度并没有改变，因此不会有“尺缩”效应，即ly'=ly=lx，却不同于lx'。按光速不变原理，x和y方向的光速还是一样的c，由速度、距离、时间关系式可知，两路光来回的时间将不一样，即ty'=2ly'/c将不等于tx'=2lx'/c，这倒也吻合运动前后所形成的干涉条纹不一样的假设情形。那么运动前后，y方向的光来回的时间，即由同一个钟记录的ty是否等于ty'呢？
如果ty<>ty'，因为ly=ly'，那由速度公式计算运动前后y方向的光速就不会是同一个值了，即2ly/ty<>2ly'/ty'，这显然不符合光速不变原理。而要符合光速不变原理，同一个钟记录的运动前后y方向的光来回的时间就须相等，即ty=ty'，可这还能说该钟因运动而变慢吗？于是无论ty与ty'是否相等，狭义相对论对第二个假设情形的解读，都会让其陷入两难的境地。
当然，相对论可以否认第二个假设情形的真实存在，那就只剩第一个假设情形了，总不能两个假设情形都不认吧。可前面在分析第一个假设情形时，并没有发现狭义相对论所预言的“钟慢尺缩”物理效应的任何蛛丝马迹，这不得不让人生疑：狭义相对论能同时容纳光速不变原理和物理意义上的“钟慢尺缩”效应吗？
