对以太的解释?

以太 解释 2023-11-19 58
以太(Ether)(或译乙太;英语:ether或aether)

以太是古希腊思想家构思的一种物质,是一种被假想电磁波视为无处不在的传播媒体。

在古希腊,以太指的是青天或上层的大气。在宇宙学中,以太有时被用来表示占据星空的物质。17世纪的笛卡尔是一位对科学思想发展有重大影响的思想家。他首先将以太引入科学,并赋予它一定的力学性质。

在笛卡尔看来,物体之间的所有力量都必须通过某种中间媒体物质传递,没有超距作用。因此,空间不可能是空的,它充满了以太媒体物质。虽然以太不能被人们的感官感觉到,但它可以传递力的作用,如磁力和月球对潮汐和洪水的作用。

之后,以太作为光波的载荷在一定程度上与光的变化理论有关。胡克首先提出了光的变化,并进一步发展了惠更斯。在很长一段时间内(直到20世纪初),人们对波的认知仅限于某种媒体物质的机械振动。这种媒体物质被称为波的载荷,如气体是声波的载荷。

因为光可以在真空中传播,惠更斯建议载荷光波的媒介物质(以太)应该充满包括真空在内的所有空间,并可以渗透到普通物质中。惠更斯除了作为光波的载荷外,还使用以太来表示重力现象。

虽然牛顿不同意胡克的光起伏理论,但他也像笛卡尔一样反对超距,并承认以太的出现。在他看来,以太不一定是一种单一的物质,所以它可以传递各种各样的功能,如电、磁和引力。牛顿还认为以太可以传播振动,但以太振动不是光,因为时间的变化理论不能解释光的偏振现象,也不能解释为什么光会直线传播。

18世纪是以太论衰落的阶段。因为法国笛卡尔主义者拒绝了引力的平方反比定律,牛顿的追随者起来反对笛卡尔哲学体系,甚至他倡导的以太论也进入了反对。

随着引力平方反比定律在天体力学方面的成功,以太得实验的探索没有取得实际成果,超距效应的观点流行起来。光的波动理论也被放弃了,粒子理论得到了广泛的认可。到18世纪末,电荷(和磁极)之间的力也与距离平方成反比。因此,电磁以太的概念也被抛弃了,超距效应的观点在电学中也占据了主导地位。

在19世纪,以太论的振兴和发展始于光学,主要是托马斯·杨和菲涅耳工作的结果。杨用光波的干扰解释了牛顿环,并在实验的启发下,于1817年提出了光波为横波的新观点,解决了波动理论长期无法解释光偏振现象的困难。科学家们逐渐发现,光是一种波,而生活中的波大多需要传播介质(如声波的传播需要气体、水波的传播等)。受传统力学思想的影响,他们认为宇宙中到处都有一种叫做以太的物质,正是这些物质在光的传播中起着介质作用。

以太假设实际上代表了一种传统的观点:电磁波的传播需要一个“绝对静止”的参考系统,当参考系统发生变化时,光速也会发生变化。

然而,根据麦克斯韦方程组,电磁波的传播不需要一个“绝对静止”的参考系统,因为方程中的两个参数都是无角度的标准量,所以光速在任何参考系统中都不会改变。

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