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4.绝对空间:一直在找却没有找到的空间

绝对空间和绝对时间一样,是和所有东西都没有任何关系的自行存在的空间。然而,是否真的存在绝对空间和绝对时间呢?

寻找绝对空间

迈克尔生与莫雷曾经做了许多关于光速的实验,他们的目标是为了寻找牛顿所说的绝对空间,不过他们的实验结果显示,没有绝对空间,更没有绝对时间。他俩的实验究竟是什么样的呢?

就当时的情况而言,光被普遍认为是一种波。由于波本身也是一种传导的媒介物,所以,大家相信肯定另有某种可以传导光波的媒介存在。

媒介是什么

媒介是波在传导时必需的一种物质。

举例来说,如果我们扔一颗石子到水里,水面立刻泛起一圈一圈的涟漪——不能称其为波,但可以表明波的存在。此时,对于波而言,水就是媒介。再举一个例子,声音也是一种波,而我们可以互相对话就是因为空气充当了声波传导的媒介。所以,当人们处于空气稀薄的高原时,相互对话会比较困难,而在真空状态下,声音是无法传播的。

当时的科学家普遍认为以太(能媒)是光的媒介物,如果缺少了以太(能媒)光就无法传播。而且,依据这样的想法,可以作以下推理:以风速为例,风是源于空气的运动,所以风在吹动时,沿着同一方向前行的音速会随着风速的增加而增加,而朝反方向运动的音速则会随风速减慢而减速,同理,此类情况在光的传播过程中也会发生。

以太就像风

换句话说,以太(能媒)是光波传导的媒介,所以光速会随以太(能媒)的速度增加或减少而变化。同时,人们也认为,就算是在绝对空间里,也存在着这样一种静止状态的以太(能媒)。假如将地球置于绝对空间里,当地球运行的时候,位于地球之上的我们则会觉得以太(能媒)之风正在吹拂着,而我们在地球上测得的光速则会随着以太(能媒)风的方向而变。

相反,如果测量出的光速的结果有一定差异,我们则可以认为是地球与以太(能媒)之间有着相对运动。因此,我们可以通过这样的测量发现地球与绝对空间所进行的是什么样的运动。迈克尔生和莫雷抱着这样的想法,开始对向不同方向运动的光进行了测量。

以太的科学意义

被物理学家抛弃的以太

以太(Ether)是一个历史上的名词。在古希腊,以太指的是青天或上层大气;在宇宙学中,又用来表示占据天体空间的物质;17世纪的笛卡儿将以太引入科学,并赋予它某种力学性质。

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被抛弃的以太 在笛卡儿看来,物体之间的所有作用力都必需通过某种中间媒介物质来传递,空间不可能是空无所有的,它充满着以太这种媒介物质。19世纪80年代,迈克尔生和莫雷所做的实验第一次达到了这个精度,但得到的结果仍然是否定的,即地球相对以太不运动。此后其他的一些实验亦得到同样的结果,于是以太进一步失去了作为绝对参照系的性质。这一结果使得相对性原理得到普遍承认,并被推广到整个物理学领域。在19世纪末和20世纪初,狭义相对论确立以后,以太终于被物理学家们所抛弃了。 QacOPf78qUJN4ovOrdR+4Sma0oteTQIQguKo1+gGOTgqSCHj3rFDKhriNYn3hrtD

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