以太是谁提出的(以太到底是什么)

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以太是谁提出的

以太的提出

在古希腊,以太指的是青天或上层大气。在宇宙学中,有时又用以太来表示占据天体空间的物质。17世纪的笛卡儿是一个对科学思想的发展有重大影响的哲学家,他最先将以太引入科学,并赋予它某种力学性质。

在笛卡儿看来,物体之间的所有作用力都必须通过某种中间媒介物质来传递,不存在任何超距作用。因此,空间不可能是空无所有的,它被以太这种媒介物质所充满。以太虽然不能为人的感官所感觉,但却能传递力的作用,如磁力和月球对潮汐的作用力。

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以太是什么,这个词最早出自哪

以太(ether)是一种曾被假想的电磁波的传播媒质,但后来被证实并不存在。

19世纪,科学家们逐步发现光是一种波,而生活中的波大多需要传播介质(如声波的传递需要借助于空气,水波的传播借助于水等)。受传统力学思想影响,于是他们便假想宇宙到处都存在着一种称之为以太的物质,而正是这种物质在光的传播中起到了介质的作用。

根据麦克斯韦方程组,电磁波的传播需要一个“绝对”的参照系,只有在这个参照系中,光速才具有麦克斯韦方程组所预言的值c=\frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\mu_0}}。其中\varepsilon_0是真空介电常数,μ0是真空磁导率。这个“绝对参照系”就是以太。而其他参照系中测量到的光速应该是这个“绝对”参照系中的光速与这个“绝对”参照系相对于观察者的速度的矢量和。

按照当时的猜想,以太充满整个宇宙,电磁波可在其中传播。地球在围绕太阳公转,相对于以太具有一个速度v,因此如果在地球上测量光速,在不同的方向上测得的数值应该是不同的,最大为c+v,最小为c-v(此时存在假设以太相对太阳参考系是静止的。但即使以太相对太阳参考系不是静止的,在不同的方向上测得的数值也应该是不同的)。但是1881年-1884年,阿尔伯特·迈克尔逊(Albert Michelson)和爱德华·莫雷(EdwardMorley)为测量地球和以太的相对速度,进行了著名的迈克尔逊—莫雷实验,测量了不同方向上的光速。然而实验结果显示,并不存在这个速度差异。这实际上证明了光速不变原理,即真空中光速在任何参照系下具有相同的数值,与参照系的相对速度无关,以太其实并不存在。后来又有许多实验支持了上面的结论。

以太说曾经在一段历史时期内在人们脑中根深蒂固,深刻地左右着物理学家的思想。著名物理学家洛伦兹推导出了符合电磁学协变条件的洛伦兹变换公式,但无法抛弃以太的观点。爱因斯坦则大胆抛弃了以太学说,认为光速不变是基本的原理,并以此为出发点之一创立了狭义相对论。虽然后来的事实证明确实不存在以太,不过以太假说仍然在我们的生活中留下了痕迹,如以太网(Ethernet)等

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为了解释光传播的介质问题,爱因斯坦提出了以太概念对不对?

不对。以太概念最早是笛卡尔提出的,是惠更斯应用到光传播介质中。跟爱因斯坦没有关系。

什么是以太理论?

星系的旋转速度比我们预想的要快的多,这也限制了我们所能观察到的物质数量。我们长久以来所给出的一个可能性的就是,在星系间存在着某种尚未能解释的物质,这些物质产生了额外的引力效应。但也有另外一个可能性,即我们所观察到的可见物质产生了比我们之前所认为的更多的引力。这就是‘以太’的由来。”以太气流“以太”这一术语最先由亚里斯多德提出,亚里斯多德认为天体(太阳、月球、行星、恒星)是由另外第五种元素“以太” (ether))组成的(其它四种元素分别为泥土、空气、火和水),跟地上的物质不同的是它永远不变、完美。 所以天上会变的东西,像流星、彗星、新星都在天空之下、在地球大气层空气中,而不是在恒星和行星中。以太的自然运动不是往地球的直线运动而是绕地球做等速圆周运动,自然形状也是光滑的球形,因为球或圆圈是最完美的形状。而科学家们所解释的“以太”概念则是:遍布宇宙的一种背景介质,这一概念也流传了上百年时间。科学家们此前曾认为,正是以太这种物质才使得光能够在空间传播,就如同声音需要空气或水作为媒介来传播和扩散一样。一些物理学家认为,地球在以太中的运动会制造出一种“以太气流”,这种气流会使得光波发生弯曲,就好像声波在大气气流中发生偏移一样。但以太理论在1887年艾伯特-迈克耳逊(1907年诺贝尔物理学奖得主,以表彰他对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献,他以精密测量光的速度和以空前精密度进行以太漂移实验而闻名于世)同爱德华-摩尔利(实验测量出光速变化的美国天文学家)的试验失败后,在很大程度上被就此搁置一旁。迈克耳逊-摩尔利的试验建立在这样一个基础上,假定整个空间充满着光以太,人们认为以太是不动的,地球运行时通过以太。因此,顺地球运动方向发出的光传播得应该(或看来应该)比向与地球运动方向成直角发出的光快些。两束光会失相并出现干涉条纹。测量条纹的宽度就可能求出地球相对于以太的精确速度。这样,便可以测定地球的“绝对运动”,还将由宇宙间一切物体相对于地球的运动得知它们的绝对运动。但试验的最终结果却是看不到有明显宽度的条纹,因此光速在任何环境下任何方向上都没有差别。从而也推翻了所有关于以太的学说。这一意味着“以太气流”可能不存在。后来爱因斯坦在自己的狭义相对论的基础上表明,光可以在“没有以太”的真空中进行传播。但斯塔克曼关于“以太”的概念理解同十九世纪时所理解的“以太”概念又存在很大不同,斯塔克曼认为,“以太”对重力产生影响,而不是对光的运动产生影响。斯塔克曼说:“在传统的重力模型中,科学家们使用被重物压住发生弯曲的橡胶板来显示其受重力情况。”斯塔克曼解释了在他的理论中“以太”是如何发生作用的。“当以太物质遍布周围时,橡胶板变得十分柔软。所以当上面承受重物时,其所受的重力影响要大的多。”斯塔克曼通过初步计算提出,以太对重力的影响可以解释为什么星系内部的恒星能够以如此高的速率进行运动。斯塔克曼研究的下一步将着重于进行更多、更详细的计算来保证他提出的“以太”理论能够同现有的宇宙资料想吻合,如太阳系中各行星的运动。斯塔克曼说:“进行这些试验十分重要,因为很有可能我们会推翻暗物质理论,或者说进行这些试验将使得我们对‘以太’理论的信心进一步增加。从这个层面上来说,在没有确切证明之前,我认为目前两种对立的理论应该并存。”

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