二、爱因斯坦关于“以太”的思考

在物理学的发展进程中，首先是笛卡儿为填补德谟克利特“虚空”的物质内容，于 1644 年在出版的《哲学原理》一书中首次引入了“以太” 的概念．这种“以太”是一种特殊的、易动的物质，弥漫在整个空间中．当科学发展到十九世纪中叶，法拉弟、麦克斯韦建立了电磁场理论，人们当

时把“以太”看作是电磁场的物质基础，同时又认为电磁现象是“以太” 的运动表现．在这种情况下，为了解释多种多样的电磁现象，而只好赋予“以太”以多种不同的性质，如惯性、弹性、透明性等等，这些性质又往往相互矛盾，如当时认为“以太”是传播电磁波的介质，而电磁波的速度又快得难以想象，这样“以太”的密度也应大得难以想象，可是“以太” 又被赋予了没有重量，透明的东西等等，给“以太”赋予的这么多相互矛盾的性质是无论如何也统一不起来的，因而形成了许多“以太之谜”．为了澄清这些问题，科学家从事了多方面的研究．最后其研究的焦点就逐渐集中到“以太”与物体运动的关系上，集中到“以太”是否存在的问题上．如 果“以太”是绝对静止和弥漫在整个空间的，那么这正好对应着牛顿的绝对时空观，这样就更增加了人们研究“以太”的兴趣．赫兹曾认为，以太跟随物体一起运动，可是 1851 年法国的菲索所做的流水对光速影响的实验否定了这个看法．荷兰的洛仑兹设想以太不随物体一块运动，那么物体运动时就要产生“以太风”，这种“以太风”，人们从十九世纪中后叶一直寻找到二十世纪初．人们曾进行过许多次的实验，先证明了在一阶效应内（v/c）不存在“以太风”，其次由迈克耳逊莫雷又设计了一个属于二阶效应（v2/c2）的实验，通过多次测定，完全否定了“以太”相对地球的运动．这样问题的核心就集中在“以太”是否存在的诀择上．爱因斯坦后来回忆说：“我最早考虑这个问题时，并不怀疑以太的存在，即不怀疑地球穿过以太运动”．但是当我知道迈克耳逊的实验结果时，我很快得出结论，如果我们承认迈克耳逊的零结果是事实，那么地球相对于以太运动的想法就是错的．这是引导我走向狭义相对论的最早想法．”这样，“最明显地一条路似乎是认为并没有以太这样的东西”．爱因斯坦就这样否定了“以太”的存在，以他的独创精神毅然摒弃了统治物理学近三个世纪的“以太”学说，开创了物理学的新时期．