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1.1 “以太”

对于组成世界的物质,古希腊的哲学家们进行了持续的讨论,他们认为世界是由土、气、水、火组成的。柏拉图用朴素的唯物主义将火元素的热烈向上对应形状尖锐突起的正四面体,将土元素的无限堆砌对应方方正正的正六面体,将气元素的无处不在对应八面玲珑的正八面体,将水元素的润泽无形对应滑溜多样的正十二面体。柏拉图的学生亚里士多德认为组成天体的元素与地球上的不同,是除土、气、水、火以外的第五种元素,叫“以太”。

时经2000多年,17世纪的笛卡尔、牛顿等科学家研究物体之间的引力时不得不回答是什么“介质”让物体能相互作用,因为他们认为所有的相互作用都需要中间介质进行传递。在想不到、找不到其他可探测的物质时,自然而然地,“以太”被当成传递引力的介质。接着,当人们发现了“光的波动性”时又将“以太”当成光波在空间传递的介质。17世纪是“以太”的高光时代,几乎所有新的发现和发明在找不到承载对象的时候,都将其归为“以太”,尽管人们仍然不知道“以太”是什么、应该怎么捕捉。

光的“波动说”与“微粒说”之争,直接影响着“以太”的地位。“微粒说”认为光是一种微粒,不需要传播介质;“波动说”则认为光是一束波,需要传播介质。当“微粒说”占据上风时,“以太”没落;当“波动说”占据上风时,“以太”辉煌。光的直线传播、光的折射、光的反射、光电效应、康普顿效应等现象直指光具有“微粒性”,光的干涉、光的衍射、光的偏振等现象却表明光类似于水,具有“波动性”。坚信“微粒说”的牛顿派用“微粒说”理论解释不了光的干涉、衍射、偏振现象,坚信“波动说”的胡克派用“波动说”理论也没法将光的直线传播、折射、反射现象说清楚。

1825年前后,T.杨和A.菲涅耳用波动理论解释了光的直线传播和折射现象,甚至可以将“牛顿环”“衍射图样”提前预判,显示出波动理论的强大威力,如此一来“以太”又需充当重要角色。

科学家们对“以太”产生了复杂的心理——不相信它的存在相当于推翻了已有科学体系中的认知基础,相信它的存在却也没办法证实它的踪迹。 Oh0NyXieLEfk8/IbcApHe9JmZwAcIfHIvhNgPU9WcoNiSpXbSiGno3yMCG+ZBcgo

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