以太起源

以太一詞源於古希臘。愛奧尼亞學派最終發展出世界的四種本源：水，火，土，氣。四種物質。柏拉圖和亞里士多德在四種元素上添加了第五元素：以太。在亞里士多德的模型裡。我們的世界分為月下世界和月上世界世界。月下世界是短暫的會腐朽的，由四種元素構成。而月上世界，則由親而且透明的以太組成，是完美的，是永恆的。

笛卡爾反對超距離作用，認為力不可能瞬間產生，所有物體間的作用力都需要依賴媒介傳播，不接觸的物體，實際上透過以太這種物質為媒介產生了相互作用力。如電磁力，引力皆是如此。

牛頓同樣反對超距離作用，也承認以太的存在。並拓展了以太的模型，將其描述成一種有密度梯度的，可以彈性運動的流體模型。

1801年楊氏雙縫實驗證明了光是一種波，那麼光波傳播的介質是什麼？有科學家認為光就是以太的彈性振動，也就是說光波的載體就是以太。既然光波的載體是以太，那麼以太相對於地球的速度是怎樣的？

天文上的光行差現象支援地球是相對於以太運動的，但1887年的邁克爾孫-莫雷實驗卻顯示地球是相對於以太靜止的。這就是1900年英國皇家學會迎接新世紀大會上，開爾文勳爵口中的兩朵烏雲之一！

1905年狹義相對論橫空出世，在相對論的時空觀中不同速度的人們的時間，距離都是不同的，這不僅粉碎了絕對空間和絕對時間，也平息了幾千年來人們關於以太的爭論。物理學迎來了新的一頁。

施鬱（復旦大學物理學系教授）

以太（英文：aether或者ether，乃至æther），又稱精髓（quintessence）起源於古希臘神話，意為純淨的空氣，是神呼吸的空氣，充滿了他們周圍。後來柏拉圖和亞里斯多德將它當作第5中基本元素，認為它是半透明的，在天體附近作圓周運動。“精髓”及其提煉在中世紀鍊金術中特別流行。

後來，“以太”出現在物理理論中。17世紀，牛頓曾在他的《自然哲學的數學原理》中，用以太來解釋引力的傳遞。他將以太當作一種連續不斷地向地球表面流動的媒介，在地表會被吸收和擴散，他用以太的迴圈作為對引力超距作用的解釋。在後來的萬有引力定律中，以太不提了。

18-19世紀，約翰•伯努利認為空間中充滿了以太，有很多漩渦，導致以太的彈性，由此傳播光粒子的傳播。而惠更斯（Christiaan Huygens）的光波動說中，光是以太（無處不在的彈性媒介，密度為零）的橫向振動。後來麥克斯韋集經典電磁學大成，建立電磁理論，其中電磁波傳播需要媒介，這個媒介就被當作以太，或者說以太狀的媒介。

但是物理學家一直沒有發現以太。著名的邁克爾孫-莫雷實驗證明，不存在地球相對以太的運動。所以以太這個概念根本就沒有存在的基礎。 因此，人們認為， 邁克爾孫-莫雷實驗否定了以太的存在。

邁克爾孫-莫雷實驗可以用愛因斯坦的狹義相對論簡單地解釋：光速在所有慣性參照系中都是一樣的。

今天我們知道，電磁波和引力波本身就是物質，它們的傳播不需要媒介。也可以說，時空本身就是媒介。

以太是絕對靜上的光的傳播媒介。上述定義是根據之前業界的流行概念總結的。它有兩個要點:一是絕對靜止，認為任何運動都是相對於以太運動。二是光的傳播媒介。之前，業界認為光是一種波動，並認為所有波動皆如水波聲波一樣需要介質才能傳播。

根據邁克爾孫.莫雷實驗，發現光速與光源運動無關，業界據此否定了以太。竊以為，該實驗並沒有證明以太不存在，只能說否定了以太是絕對靜止的。如果認為以太始終圍繞在物質周圍，和物質一起運動(即與物質相對靜止)，同樣可以解釋邁克爾孫.莫雷實驗。