1900年,这一年是值得被铭记的,因为它不仅仅是历史书上一个新世纪的开始,也是物理学发展史上一个新纪元的开端。
这一年的5月28日,八国联军对中国发动了侵略战争,火光冲天中,中国人民开始了长达半个世纪的苦难旅程。
而这一年的西方世界,科技的飞速发展推动着第二次工业革命的浪潮,革命带来了革命。
对于物理学界来说,这一年同样意义非凡,它既是灾难,也是重生。
就在八国联军侵华的前一个月,4月27日,英国伦敦的皇家学会上,欧洲各国有头有脸的科学家们齐聚一堂,他们自信满满的回顾着上个世纪物理学所取得的伟大成就。

威廉?汤姆森(英文:William Thomson,1824年6月26日~1907年12月17日)
在科学报告会上,76岁德高望重的开尔文勋爵发表了开篇演讲,他宣布:“物理学的大厦已经落成,就剩下一些敲敲打打的修饰工作,美丽而晴朗的天空只被两朵乌云笼罩。”
在其他人还满怀骄傲的时候,身为物理学界资深的老前辈,开尔文凭借直觉嗅到了一丝丝的危机,他注意到了天空上的两片乌云,却忽视了乌云里隐藏的电闪雷鸣。
狂风骤雨之后,一朵乌云衍生出相对论,另一朵乌云衍生出量子力学。
从此,物理的世界被分割开来,相对论统治着宏观世界,量子力学统治着微观世界,它们各自为政,始终都无法融合。
而这一切的最初均来自于两个失败的物理实验,一个是迈克尔孙?莫雷实验,另一个是黑体辐射实验。
我们先来说一说迈克尔孙?莫雷实验。
前面我们已经了解到,光是一种电磁波,而波的传递都是需要载体的,像我们常见的水波需要水做为载体,声波主要依赖空气做为载体,那么问题来了,光需要什么为载体呢?
于是,人们开始纷纷寻找光的介质。

勒内?笛卡尔(René Descartes,1596年3月31日-1650年2月11日)
十七世纪,笛卡尔首先提出了“以太说”。
以太是一个很古老的概念,古希腊哲学家亚里士多德曾提出,“一切物体的运动都是在某种介质中进行的”,他认为虚空是根本不存在的,月层以下的一切物体都是由土、火、气、水四种元素组成,月层以上的天体则是由第五种元素“以太”构成。
笛卡尔继承了古希腊先哲们的观点,将以太引入科学,认为物质是连续的,物体之间的所有作用力都必须通过某种媒介物质来传递,不存在任何超距作用,所以,真空不空,真空中必然存在着一种稀薄的介质,也就是以太。
笛卡尔在此基础上进一步提出了“以太旋涡学说”。
何为“以太旋涡学说”呢?
宇宙就是以太的汪洋大海,许许多多的以太处于不停的激烈运动中,各个部分相互作用,形成大小、速度和密度不同的旋涡,太阳就处于一个大漩涡的中心,它的回旋带动着地球和其它行星趋于中心运动,行星周围的以太旋涡带动着卫星及其它小物体运动,这就表现为引力作用。
后来,光的波动说被提出,以太就成为了光波的荷载物,也就是光以太。

惠更斯认为,以太是由许许多多极小的弹性粒子紧密压缩而成,充满了包括真空在内的全部空间,并且能够渗透到通常的物质之中,光是在以太中传播的波,以太的弹性和密度决定光的传播速度。
牛顿虽然承认以太的存在,但却反对光的波动说,在他看来,以太的确可以传播振动,但以太的振动绝不是光,他建立起“绝对时间”和“绝对空间”的概念,认为万有引力是一种超距作用,不需要中间传递的媒介。
随着超距作用观点的流行,整个十八世纪,以太论随着波动说的没落一同沉寂。
直到法拉第发现了空间具有电和磁的性质,他用力线描述电荷之间和磁极之间的作用,并在此基础上提出以太可能是力线的荷载物的观点。

詹姆斯?克拉克?麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831年6月13日?1879年11月5日)
擅长数学的麦克斯韦继承了法拉第的思想,建立起电磁以太模型,他认为电磁介质中充满着旋涡以太,以太绕力线旋转形成一个个涡元,在涡元之间有带电粒子,当粒子偏离平衡位置时,粒子和涡元之间产生相互作用,这种作用就是电磁作用的微观表现。
之后,麦克斯韦又建立起光的电磁理论,实现了光现象和电磁现象的统一,并把光以太和电磁以太也统一起来。
他指出,以太只是光和电磁波的载体,运动物体对以太毫无作用,以太是静止不动的,不参与物体的运动,所以以太可以作为绝对静止的参考系,这与牛顿力学体系的“绝对空间”概念不谋而合。
于是,就有人提出了“以太漂移假说”,假设以太充满了整个宇宙且无处不在,它没有质量,绝对静止,那么,以太作为绝对静止参照系,当地球在以太空间中穿行的时候,迎面必然会伴有“以太风”,这样,我们就可以通过测量“以太风”的速度,计算出地球相对于“绝对空间”的速度,也就可以证明了以太的真实存在。
可如何测量“以太风”的速度呢?
终于,有人想到了一个绝妙的办法。
以太真的存在吗?(视频版1)
以太真的存在吗?(视频版2)
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