​科学史上最神秘的概念之一，“以太”究竟是什么？

科学史上最神秘的概念之一，“以太”究竟是什么？

当你阅读世界科学史的时候，你会很容易对“以太”这个概念产生浓厚的兴趣。"以太"，听起来有些令人感到费解，其实它是英文Ether或Aether的音译，是大名鼎鼎的古希腊学者亚里士多德所设想的一种物质，在科学发展历史上，它被很多科学家用来解释各种自然现象，称得上是科学史上最为活跃，也最富神秘色彩的概念之一——它从未被证实过存在，却在很多著名科学理论中扮演很重要的角色。

以太究竟是什么？最初亚里士多德提出“”以太‘’这一概念之时，他是将以太作为除了水、火、气、土之外的第五种物质——“地在水里，水在空气里，空气在以太里，以太在宇宙里”，是组成世界的元素之一。后来法国学者笛卡尔为“以太”概念的发展作出了进一步贡献，他认为，以太是某种传递物体之间作用力的物质，它充斥着真空在内的全部空间，并能渗透到物质中。

在著名的光的微粒说以及光的波动说的大战中，“以太”是最为重要的概念之一。在光的波动说中，以太被认为是波动媒介，由于当时的科学家普遍反对超距作用，以太得到了很多科学家的认可 。牛顿是光的微粒说的支持者，在他的理论中以太并不是传递光的介质，但以太能传递各种作用，因而能产生电、磁和引力等不同的现象。

18世纪，光的微粒说在与光的波动说的较量中占据了上风，以太论也随着波动说的弱势而逐渐沉寂。但到了19世纪，科学家发现光是一种波，以太概念得到重生，它被认为是传递光波的介质。在托马斯.杨和菲涅耳的光的波动说理论以及法拉第和麦克斯韦的电磁学理论中，都涉及到了以太的概念，然而，科学家们无数次试图寻找以太粒子的努力均无功而返。

1881年-1884年，阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷进行了著名的迈克尔逊—莫雷实验，他们用迈克尔逊干涉仪测量两垂直光的光速差值。假设以太是光媒介质，那么在地球上各个方向的光速与地球运动应该符合伽利略变换——地球以每秒30公里的速度绕太阳运动，就会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来，同时以太风也会对光的传播产生影响，当地球穿过以太绕太阳公转时，在地球通过以太运动的方向测量的光速应该大于在与运动垂直方向测量的光速。然而，实验证实不同方向上的光速不存在差异。光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的，这成为驳斥以太存在最有力的证据。

1905年，爱因斯坦在认为光速不变的基础上创立了狭义相对论，人们逐渐认可，电磁场本身就是物质存在的一种形式，而场可以在真空中以波的形式传播。