“以太”
很久以来,光的微粒说与波动说展开了旷日持久的论战。到了 19 世纪末,波动说已完全占了上风,这要归功于英国物理学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell)的卓越贡献,他把经典物理学中的电磁理论发展到了近乎完美的程度,并预言了无线电波的存在。既然光是一种电磁波,那么它显然应当是一种波动。至此,波动说似乎已经取得了决定性的胜利。但坚持光的波动说的
人们面临着一个难题,光传播时所依靠的媒质究竟是什么。我们知道,任何形式的波动都是要依赖于某种媒质而传播的。例如,声波的传送就是依靠空气进行的。然而,光波的传送似乎是不依赖于什么物质,在几百万光年、几千万光年,甚至几亿光年之外的恒星所发出的光能够安安全全地抵达地球, 而光波所穿过的宇宙空间实在是十分空的,甚至平均 1 立方米不到一个原子,这么稀薄的空间中的物质怎么能够用来转播光线呢?因此,物理学家们假设,有一种物质,它的存在我们至今没有证明,它就是光的传播所依赖的物质,这种物质被命名为“以太”。“以太”所在的参考系是绝对静止的惯性系。根据“以太”的存在所必须肩负的一系列的使命,科学家们总结了“以太”所应具有的一些特殊性质,例如,由于光是横波,“以太”必须是固体, 而且强度必须非常大,密度极小,充满在所有物质中,并且与任何物质之间的摩擦力都几乎是零,等等。能够同时具有这些特征的物质简直太不可思议了,然而,没有“以太”的存在,光的传播问题就无法得到合理的解释。于是,物理学家们便投入了极大的热情、做了许多的实验去寻找这个传奇般的物质——“以太”。