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實體學的統治者以太真的消亡了嗎?以太的興衰曆程

作者:公流縣榮傳媒中心

誕生

“世界是由什麼構成的?”一個學生問。

“構成我們世界的有四種元素,分别是水,火,氣,土,還有一種非常神奇的元素名叫以太,它在我們的頭頂,運作于宇宙之中,各種星辰都在宇宙之中和諧的運轉”。這是亞裡士多德在教學。以太作為西方先哲們認識宇宙的載體正式誕生。

實體學的統治者以太真的消亡了嗎?以太的興衰曆程

在科學的幼年時期,以太作為一種非常純潔高貴的存在,幫助西方科學家們了解我們的宇宙,一直統治科學界長達2000多年,然而真相總有大白的一天。

絕對地位

從神學到哲學再到科學,以太都擁有着絕對的地位。17世紀,人類在開始研究“光的本質是什麼”時科學家分成了兩派,一派以笛卡爾和牛頓為代表的微粒說,認為光是由微小顆粒組成的,另一派時以胡克和惠更斯為代表的波動說,認為光是一束波,是以産生了光的微粒說和波動說之争。這兩派雖然争論的非常激烈,但都絕對相信以太的存在,微粒學認為物體之間的作用不存在超距作用,必然有一種媒介來傳播作用力。波動學認為光波應該像水波一樣,也需要一種媒介才能傳遞,宇宙中的光不可能再真空中傳播,必然存在以太作為光傳遞的媒介。此時的以太也稱作“光以太”或者“發光以太“。兩派雖然吵的不可開交,但是以太的地位卻穩如泰山,殊不知正真的危機正在悄然接近。

危機

到18世紀,科學界也開始不理性了,表現出了愛屋及烏的特點,由于笛卡爾的粉絲反對平方反比定律,牛頓的粉絲也開始反對笛卡爾,連同笛卡爾倡導的以太為一同反對,豈不知祖師爺牛頓也是支援以太的。牛頓的萬有引力定理在天文學上的成功應用使得超距觀點占了上風。直到18世紀後期,電荷之間平方反比定律的發現,超距觀點占到了主流,以太的地位受到了前所未有的威脅。

地位空前之高

時間來到19世紀初,托馬斯·楊的雙縫幹涉實驗成功的證明了光時一種波,既然光是波就需要媒體傳遞,那這種媒體肯定就是以太了。科學家也有陷入經驗主義的時候。托馬斯·楊的實驗既解釋了光沿直線傳播也解釋了牛頓環,光的衍射與散射現象,光的波動學獲得了巨大的成功。19世紀後期電磁波的發現使科學家們覺得更證明了以太的存在。此時大家對于以太的存在的共識達到了空前的高度。

實體學的統治者以太真的消亡了嗎?以太的興衰曆程

這個時候科學家都認為誰隻要找到了以太,誰就将一戰成名。于是很多人緻力于尋找以太,其中最著名的是邁克爾遜-莫雷試驗,地球在以太中以三十千米每秒的速度繞太陽運動,必然會迎來三十千米每秒的以太風,是以在地球上不同方向測出的光速是不同的,然而試驗做了50多年,不管怎麼樣改進裝置,所的結果是光速不管朝那個方向都是一樣的,科學家迷惑了。但是這個時候大家都願意相信是測量方法或者裝置出問題了,誰也沒有懷疑過理論是不是錯了。

大反轉

到20世紀初,愛因斯坦在前人的基礎上大膽的抛棄以太理論,創立狹義相對論,狹義相對論證明了光速在不同方向上都是相同的,進而否認了以太的存在。

統治科學界2000多年的以太跌下來神壇,以太被追殺的隻剩下了以太網,似乎是科學家對它的意思戀眷,如今的以太網已經滲透到了我們生活的各個角落。以太的故事真的結束了嗎?有人說,我們如今的暗物質有可能就是我們要尋找的以太,說不定哪一天會卷土重來。

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