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提示:此条目页的主题不是五元素以太(英语:Aether_(classical_element))、以太神埃忒耳或以太网。
以太假說:地球行經承載光的介質以太
以太(英語:Luminiferous aether)或譯為光乙太,以太(英语:Aether_(classical_element))(英語:aether)原本是古希腊哲学家亞里斯多德所设想的一种物质,為五元素之一。19世紀的物理學家,認為它是一種曾被假想的電磁波的傳播介質[1]。但後來的实验和理论表明,如果不假定“以太”的存在,很多物理现象可以有更为简单的解释。也就是说,没有任何观测证据表明“以太”存在,因此“以太”理论被科学界抛弃。
歷史[编辑]
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)。受经典力学思想影响,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,是这种物质作為光的传播中的介质。
以太的假设事实上代表了传统的观点:
电磁波的传播需要一个“绝对靜止”的参照系,当参照系改变,光速也改变。
迈克耳孙-莫雷实验装置
这个“绝对靜止系”就是“以太系”。其他慣性系的观察者所测量到的光速,应该是“以太系”的光速、与这个观察者在“以太系”上的速度之矢量和。
按照当时的猜想,以太无所不在,没有质量,绝对静止。以太充满整个宇宙,电磁波可在其中传播。假设太阳静止在以太系中,由于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(如同船隻動力c,河流流速v,則船速可能為正向c+v、逆向c-v)。如果太阳在以太系上不是静止的,地球上测量不同方向的光速,也应该有所不同。
1881年-1884年,阿尔伯特·迈克耳孙和爱德华·莫雷为测量地球和以太的相对速度,进行了著名的迈克耳孙-莫雷实验。实验结果显示,不同方向上的光速没有差异。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柢固,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。
然而根据麦克斯韦方程组,电磁波的传播不需要一个“绝对靜止”的参照系,因为该方程裡两个参数都是无方向的标量,所以在任何参照系裡光速都是不变的。
c
=
1
ε
0
μ
0
{\displaystyle c={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}}
其中
ε
0
{\displaystyle \varepsilon _{0}}
是真空电容率,
μ
0
{\displaystyle \mu _{0}}
是真空磁导率。
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以太确实不存在,不过以太假说仍然在我们的生活中留下了痕迹,如乙太網路等。
但有些人[谁?]推測,以太可能是由一種宇宙的暗物質所構成,又稱“光引力行為”,光引力行為是一種只有屬於光的萬有引力,發光者藉由暗物質的聚合而產生光,可是這些也只是在構想的階段。
從笛卡爾的角度來看,物體之間所有的作用力都必須透過媒介來傳遞,不存在所謂的超距作用。因此,空間中不可能是一無所有的,而是充滿著一種叫以太的物質。以太雖然無法被人體所感知,但卻能傳遞作用力,例如磁力、月球对潮汐的作用力等。
之後,以太又跟光波動說有很大關聯,它被當作是光波的荷載物。光波動說是由胡克所提出的,並由惠更斯做進一步的發展。
由於光可以在真空中傳播,因此惠更斯提出,荷載光波的媒介(以太)應該充滿了包括真空在內的全部空間,並能滲透到平常的物質當中。以太除了被當作為光的荷載物質之外,惠更斯也利用以太來解釋引力的現象。
牛頓雖然不同意胡克的光波動說,但又和笛卡爾一樣反對超距作用,並承認以太這種物質的存在。牛頓的觀點是,以太不一定是單一的物質,因此能傳遞各種作用力,如產生電、磁和引力等不同的現象。牛頓也認為以太可以傳播震動,但以太的震動不是光,因為當時光波動說還不能解釋光的偏振現象,亦不能解釋光為何會直線傳播。
十八世紀是以太論沒落的時期。由於法國笛卡兒主義者拒絕引力的平方反比定律,而使牛頓的追隨者起來反對笛卡爾哲學體系,因此連笛卡爾倡導的以太論也一併進入了反對之列。
隨著引力的平方反比定律在天體力學方面的成功,以及探尋以太的實驗並未獲得成果,使得超距作用觀點得以流行。光波動說也被放棄了,而光微粒說卻得到廣泛的承認。到了十八世紀後期,證實了電荷之間(以及磁極之間)的作用力同樣是與距離的平方成反比。於是電磁以太的觀念被拋棄,超距作用的觀點在電磁學中也占據了主導的位置。
十九世紀,以太論獲得復興以及發展,這點首先還是由光學所發展起的,主要是托馬斯·楊及菲涅爾的實驗結果。托馬斯·楊用光波的干涉解釋了牛頓環,並在實驗的啟示下,於1817年提出的光波為橫波的新觀點,解決了光波動說長期不能解釋光的偏振現象的困難處。
菲涅爾用光波動說成功地解釋的光的衍射現象,他提出的理論方法(常稱為惠更斯-菲涅耳原理)能正確地計算出衍射的圖案,並且能解釋光的直線傳播現象。之後菲涅爾又成功進一步解釋了光的雙折射,獲得了很大的成功。
1823年,菲涅爾根據托馬斯·楊的光波為橫波的學說,和他自己在1818年所提出的:
透明物質中以太密度與及折射二次方成正比的假設,在一定的邊界條件下,推出關於反射光和折射光振幅的著名公式,他很準確的說明了大卫·布儒斯特數年前從實驗上所測得的結果。
参阅[编辑]
物理学主题
光速不变原理
迈克耳孙-莫雷实验
维基共享资源上的相关多媒体资源:以太
参考文献[编辑]
^ The 19th century science book A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar provides a brief summary of scientific thinking in this field at the time.
外部連結[编辑]
Ether and the Theory of Relativity (by Albert Einstein) 英文版(页面存档备份,存于互联网档案馆)
Decaen, Christopher A., Aristotle's Aether and Contemporary Science, The Thomist, 2004, 68: 375–429 [2011-03-05]. [永久失效連結]
The Aether of Space - Lord Rayleigh's address
ScienceWeek THEORETICAL PHYSICS: ON THE AETHER AND BROKEN SYMMETRY
The New Student's Reference Work/Ether
取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=以太&oldid=73447249”
分类:物理學史以太理论思想史隐藏分类:自2015年6月需补充来源的条目拒绝当选首页新条目推荐栏目的条目含有英語的條目自2022年7月缺少主语或者主语不够具体的语句维基共享资源分类链接使用了维基数据上的匹配项自2017年11月带有失效链接的条目条目有永久失效的外部链接
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以太,源自中国的名词和概念(一)
芋头微波
以治病救人为业,以揭发、玩弄伪科普为乐。2022-02-19 22:01
以太,源自中国,被传教士扭曲,被洋人安给古希腊,最后被天文学、物理学拿来的“东西” 作者:芋头微波;自由包容,尊重事实,动手查证,独立思考 前言 《我们为什么要反害人的伪科普》系列文章的撰写,一开始本意就是揭发中医黑伪科普们的造谣,过程中难免就触及到它们的贬中宣洋、历史虚无主义。为了向大众说清楚问题,又不得不讲到科学和医学的中西历史真相。一说到历史真相,就很难不说到西方盗窃中国知识发明权、伪造文物、篡改科学史医学史等等。 从辟谣中医黑捏造中西防疫史开始,辩论中牵扯出中国天文学的历史,于是写出数篇“大地球形论源自中国”的考证文,用海量铁证证明了地球观源自中国而非西洋的事实,公开纠正上世纪80年代以来,天文界科普的错误历史观。而在考证文献证据时,我意外发现了西方说的“以太”是源自中国的。 正因为“以太”源自中国,中国对“以太”认识的多样性、在华传教士翻译的“错误”,加上中西文化差异,造成了当时西方世界对“以太”解释和论证的混乱和荒谬。 正文之前,请大家务必留意《庄子》这本书,这书是本系列文众多线索中,唯一能贯穿全部文章的书。通读过《庄子》的看官,只要放下曾经的定见,稍微思考就能迅速看懂本系列文,不放心的还可以根据后面的“参考与引用”进行查证。没通读过庄子的看官也不用怕,我会尽量说明白说清楚。感兴趣的可以把《庄子》和西方相关文献进行对比就可以了,对后学客观学习《庄子》当大有裨益。 本人专职临床,此文是辟谣中医黑的副产品,所以很多地方都是点到即止,不能具体展开论述。言不尽兴之处,望看官海涵。虽自觉认真查证、比对和分析,但难免有所错误,望有识之士指错。————————————————————————————庄子《南华真经》·南宋初绍兴年间湖北刻本 先秦科学是近现代科学的基石 在考证中国最早发现“大地球形”的文献时,我突然发现《庄子》记载了大量今人看起来超越时代的科学内容,这些超越时代的科学内容基本都源自一个人 —— 庄子既“看不起”,又不得不承认其才学的惠施。 “惠施多方,其書五車,其道舛駁,其言也不中” ——惠子学富五车,知识庞杂而无核心。 “歷物之意,曰:至大無外,謂之大一;至小無內,謂之小一” ——惠子说事物:最大的事物叫“大一”,最小的事物叫“小一”。歷,《 广雅 • 释诂一》行也,《说文》过也。歷物,即前文“析萬物之理”,后世谓之“格物”,今人名之“科学”。 “無厚,不可積也,其大千里” ——对于“小一”来说,至小无厚度,无法堆积,但却可形成千里之大的物质。与后文“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”相应,指组成事物的最小物质。西方atom(今回译为“原子”)并非源自所谓古希腊,实源自于此。 “天與地卑,山與澤平” ——对于浩瀚无垠的“大一”来说,天地没有尊卑之别,山泽没有高下之分,天地山泽都是渺小的。 “日方中方睨,物方生方死” ——太阳正午便开始西斜,事物一生就走向灭亡。事物是运动且不断发展变化的。 “大同而與小同異,此之謂小同異;萬物畢同畢異,此之謂大同異” ——事物表象差异,只是小异同;事物本质的差异,才是大异同。同类事物的差异是小异同,不同类事物的差异才是大异同(分类学);分类学只是小异同,世间万物基础规律、普遍规律和本质的差异才是大异同(哲学)。 “南方無窮而有窮,今日適越而昔來,連環可解也。我知天之中央,燕之北、越之南是也” ——对于球形大地,向一个方向走可无穷无尽,但对于南极,南向又是有终点的,所以说无穷而有穷。对于地球,环绕一圈,今天到的终点就是昨天来的起点,意识到这是一个连环,就可以理解。天球和地球的中轴在北极和南极(芋頭按:后世多以名学家辩论名谓解此篇,但“連環可解”无法解通。放下偏见,以物理、地理、天文作解,不仅合“歷物”之意,还能轻易解透)。 “泛愛萬物,天地一體也” ——以系统论探索万物(天人合一),天地万物与人身都是一个系统,系统与系统之间既具有相似性,也具有联系性。 ……短短数句,涉及了哲学和现代科学多个分支的关键性、奠基性认识。后文还涉及天文、物理、生物、误差、动静概念、地理……放在那个年代,惠子的知识太庞杂、太超前了——卵有毛(鸟禽出壳前)、雞三足(趾)、郢有天下(系统论)、犬可以為羊(祭祀牲肥替换--周礼)、馬有卵(马宝)、丁子有尾(幼蛙)、火不熱(磷火)、山出口(山谷回音)、輪不蹍地(超微观角度)、目不見(目不见而客观存在的事物,如音波、粒子、热力、气象等)、指不至、至不絕(应前文大一、小一等概念,无限的抽象概念与现实差距)、龜長於蛇(龟寿长于蛇)、矩不方、規不可以為圓(绝对概念与现实误差)、鑿不圍枘(运动参照物概念,榫头转动还是榫眼围绕榫头运动,以参照物为是)、飛鳥之景未嘗動也、鏃矢之疾而有不行不止之時(时空运动与静止概念)、狗非犬(分类学的原始开端。《礼记注疏》:大者为犬,小者为狗)、黃馬驪牛三,白狗黑(名家议名实之别,严谨逻辑学开创)、孤駒未嘗有母(刑名之学,循名责实,以证据为基准)……这里我们应当注意,惠施除了学识广博外,还是公认的刑名家、政治家,是诸侯国相,是有治国才干的,不是靠诡辩瞎扯的杠精。他和庄子既是辩论对手,又是终生之友。所谓物以类聚,人以群分,如果惠施是个搞诡辩的杠精小人,讲求洒脱的庄子是不屑和他交往的。 但是惠施所学所掌握的知识太超前了,“不辭而應,不慮而對,遍為萬物說”。讲求个人境界的庄子对此等无益于求道的超前科学知识,是不认同的,“弱于德,强于物……猶一蚊一虻之勞者也。其於物也何庸!……散於萬物而不厭……逐萬物而不反”。 虽然庄子不理解不认同,但并没有否定这些知识的正确性,“夫充一尚可,曰愈貴道几矣!”。所以庄子在书中并没有因此否定惠施的学识,而是说这些知识属于奇谈怪论,传播无益于大众,反成杠精诡辩的资本,表示不屑(天下之辩者相与乐之……辩者以此与惠施相应)。 虽然求道的庄子认为这些是执着于形、舍本逐末、庞杂纷乱、没有用的东西,但我们却可以从中窥见先秦时期,中国科学认识的高度!重读这些文字,我们能很清晰看到,明白“天地所以不墜不陷,風雨雷霆之故”的惠施已经有了天球、地球、超微物质的概念,还提出了歷物的“大一”认识。————————————————————————近代西方学习中国科学的背景片段 1608年,意大利耶稣会传教士利玛窦(MatteoRicci)来华第25年,出版其汉文作品《畸人十篇》。其名就是源自《庄子·大宗师》“畸人者,畸於人而侔於天”。当西方传教士进入中国后,发现中华文明极为璀璨,就忙不迭学习、翻译中国哲学、科学回欧洲。欧洲接收这些信息后,就立马吸收转化,改头换面,安给所谓的古希腊、古罗马,甚至直接窃为己功。其中,法国巴黎皇家科学学院(Académie royale des sciences de Paris)前身“梅森修道室”缔造者马兰·梅森(Marin Mersenne)传教士值得我们注意。他在中国并不算出名,但他对转换中国科学知识为欧洲所有,起到极大的作用。 马兰·梅森一生致力于收录利玛窦以及他的继任者从中国传来的信件和资料,并加以整理和学习。这些资料涉及领域极广、内容极深,因此他邀请了很多著名学者来一起“研究学术问题”:勒内·笛卡尔、伽利略·伽利雷、克里斯蒂安·惠更斯、皮埃尔·德·费马、布莱士·帕斯卡、埃万杰利斯塔·托里拆利、约翰尼斯·开普勒、弗兰切斯科·卡瓦列里、皮埃尔·伽桑狄(宣传原子论)、多米尼克·卡西尼……现可查到的,就将近140人。这帮人扎堆地身兼多个可以不搭边领域的“学家”,扎堆地成为西方科学多个领域的划时代开创者、奠基者和先驱,其中大多还是业余爱好者而已。除了GOD的神迹,我是想不出啥合理解释的了。 如来访学者都搞不明白的,就广播书信,邀请各地学者一起解决。梅森这个全身心神研究神学并获得教会高位的传教士,在没有传承、没有任何科学系统教育下,迅速成为著名的声学家、光学家、力学家、航海学家和数学家……不得不说是侍奉GOD而来的福音啊,他老人家给人间又双叒叕投下了一个横跨多学科,门门专家的大仙。呃~不,是大师。 是什么稳定社会因素、经济因素促进法国的科学发展呢?当时的法国,结束连续八次的宗教战争没多久,就开始对外"三十年战争"。期间还内乱不止,除了宗教内乱外,还有福隆德运动、凯尔西农民起义、普罗旺斯起义、克洛堪起义、“赤脚党”起义等等内部战争。如此“优越的环境”下,法国近代科学随着科学家们扎堆“”原创”划时代成果而飞速发展起来了!今天的巴勒斯坦、阿富汗、利比亚、伊拉克、叙利亚、也门等地区应当好好学习当年的法国啊。 集体吸吮中国学术精华、集体抄袭,各自研究发表“成果”,让法国传教士梅森的宗教修道室成为了当时西方真正的学术交流中心,没有之一,往后学术界也难以再见如此“盛事”。祸乱整个欧洲的三十年战争早期,西班牙一度差点打到巴黎。图为马德格堡围城战 ————————————————————————“一太”概念传入欧洲 17世纪,“大一”概念随着《庄子》传到西方,当时疯狂追捧中华文明的法国首先接触这个概念,音译为éther(今中文翻译为“以太”)。笛卡尔认为éther是充斥宇宙的一种物质,是星体运行作用力之间的介质,由此笛卡尔建立了他的以太旋涡说,以此解释日月行星的运动。 当时西方都认为物体之间的所有作用力都必须通过介质来传递,不相信有超距作用。 地心说认为地球在宇宙中心,星辰是镶在宇宙玻璃球里的,随着玻璃球转动而围绕地球转动。日心说就把宇宙中心换成太阳,地球镶在玻璃球上,玻璃球转动,跟着围绕太阳转。 为什么都说宇宙是玻璃球?因为当时洋人根本无法理解天体在宇宙的运动,所以天球就是玻璃球,天体镶在玻璃球上跟着转,就可以理解了。 可笑吗?当然!完全不合理的解释!这玻璃球不磨着地球/太阳吗?小孩子都能看出的逻辑漏洞。 中国几千年都不会这么认为,那西方为何会出现如此荒诞可笑的认识的?答案很显然,传教士的错误理解、错误翻译+想当然脑补造成的。 传教士为何会错误理解?这真不怪洋人,因为中文太有意思了! “大一”这个概念在中国几千年的传承中出现了同名异义、同义异名现象。这种现象在没有标准术语统一的古代,是历史传承的必然,没有这种现象才是异常的,甚至可以说是虚假的。“大一”在传承中,既有名字改变,又有内涵变化。洋人不知所以,学起来自然就迷糊,最后不得不乱理解、甚至强行翻译。大太相通。大一,即太一。惠施认为,世间大莫若天,天外天,无穷大,谓之太一,即今天说的宇宙。不仅如此,一乙相通、一壹相通、太泰相通。也就是说大一,在古代还可写作太一、泰一、大乙、太乙、泰乙、大壹、太壹、泰壹。 这些名谓字虽不同,但义同,在古代都是可以通写的,同时它们又包含了不同的意思:可以是道之别名,万物本源本质[1];可以是天地混沌之元气[2];可以是天帝之名[3];可以是神仙之称[4];可以是人皇之号[5];可以是东皇之谓[6];可以是太上老君[7];可以是殷商高祖[8];可以是天空星名[9];可以是紫微天宫[10];可以指大道规律[11];可以是各类书名[12];可以指融合统一[13];可以是陕西山名[14];可以是才能品行[15];可以是术数式盘[16];可以是经络穴位[17]……不足以一一道哉。 西汉汝阴侯夏侯灶墓·太一九宫式盘————————————————————————中国“大一”认识被西方盗窃为“以太” 洋人传教士来到中国后,一方面利用汉字“大、太、泰”的字义,给自己安上个好名字“泰西人”。然后不断把中国的科学(歷物)、技术翻译回欧洲,甚至改头换面,安给无法考证真实性的所谓古希腊人。 当《庄子》里的惠子之言传到欧洲,世间最小事物“小一”概念被洋人翻译为atom,不可分裂的小东西,是事物组成的最小粒子,改头换面安给古希腊留基伯。当你问留基伯写原子论记录在哪本书,版本学传承历史为何,得到的只有语焉不详,甚至连留基伯原子论是怎么被人们所知的都搞不清楚。而惠子说的“小一”是指最小事物,可没说是具体物质、粒子。这就看出,中西哲学格局就不在一个档次。没办法,当时西方是难以理解什么叫气(非空气),什么叫“散則為氣,聚則為形”,翻译只能这样了。 当《庄子》里的惠子之言传到欧洲,世间最大事物“大一”概念为西方所知。洋人这次倒没有翻译为实体物质了,因为这太反逻辑了。究竟什么回事?再深入学习,洋人直接被中国人搞懵了:“大一”可以是哲学概念,可以是宇宙、可以是天帝、可以是老君,可以是星星、可以是人皇、可以是品行才能,可以是规律,可以是融合…… 应该是出于对GOD的信仰,西方最先翻译该概念的法国传教士(极可能是梅森)把具有至高、东皇之意的“大一/太一/泰一/大乙/太乙/泰乙”降级处理,去神化、去尊化,当作中国人名,按照洋人名前姓后习俗,翻译为éther。大家可以听听法语是怎么发音的,就是“一大/一太/一泰/乙太”[18]。 今天英语词源学也不得不承认英语ether就是源自法语éther[19]。为什么会这样?因为把“以太”真正带进西方公众视线的人,就是梅森的好朋友——法国人笛卡尔。在1644年笛卡尔公布之前,没有靠谱的西方文献记录“以太”。 “至大無外,謂之大一”,所以笛卡尔认为宇宙充斥着“以太”这种物质,梅森的好朋友克里斯蒂安·惠更斯和英国胡可提倡波动说,也坚定认为空间具有无所不在的“以太”物质。正因为有至大无外的“以太”,所以他们认为空间不可能空无所有的,以太这种媒介物质充满整个宇宙,以太虽然不为人所感觉,但却能传递力和光波等。 后来提出光射流说(微粒说)的牛顿虽极力否定光波说,但他也借助以太的稀疏和压缩来解释光反射和折射,认为引力是以太造成的。请留意,一生都喜欢和法国学术界杠到底、和胡克对着干、一直否定古希腊的牛顿,最后竟然也不否认以太概念。因为牛顿后来才知道,以太概念源自欧洲学术界疯狂追捧的中国。 自从“大一”概念从中国引入欧洲,极大促进欧洲近现代物理学的发展,这是任何人都无法否定的事实。没有以太概念,今天的物理学发展将无法想象。这个源头,实是我国先秦时期的惠子,和所谓的古希腊,什么关系也没有。 “希腊人的古代全是虚构的……古代希腊是充满诗意的虚构……最早的证据丧失已久,现存的古籍若非全然发明,便是错误百出……(古希腊、古埃及等所谓编年史)编造历史清单以证明其古老性”——(英)艾萨克·牛顿(Isaac Newton1643~1727年.现代物理学之父、数学家)《古代王国编年史修正》西方近代科学,源自对中国科学的抄袭 因为“太一”可以是万物本源本质、天地混沌之元气,所以所谓的古希腊神话说以太是充斥宇宙的精灵之气[20],所谓的古希腊亚里士多德说以太是一种组成世界最纯洁的元素[21][22],是组成世界的不可缺的物质[23] 因为“太一”可以指宇宙、万物本源[1][2][24],所以所谓的古希腊说以太又是青天、又是天外天、又是外层太空构成星辰的物质[21][22]。 因为“太一”可以指至高之意[25],所以所谓法语éther源出处的拉丁语aether,又有至高无上,以及某一组织或领域的最高层最上层的意思[19][26]。所以所谓的古希腊说以太是宇宙最高处[22][27]。 因为“太一”可以是天帝之号,所以所谓古希腊说宙斯就是以太[27][28][29]。……剔除穴位、商汤、紫微宫、陕西山名、术数式盘、太上老君、东皇太一等具有鲜明中国特色、难以抄袭的意义外,“太一”几乎所有概念,都能在所谓古希腊以太“认识”里找到对应的意义,这还能叫巧合吗? 志愿军驻地巧合有美国飞机飞过,之后巧合发现一团团小虫。这些小虫巧合在雪地里扎堆出现,又巧合携带了大量的鼠疫杆菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌以及脑膜炎双球菌等十余种病菌。这种情况巧合地在北朝鲜44个郡都、中国东北、山东境内多地短时间内发现——真的好巧合啊~“巧合”的石头桥 中国的“太一”确实有很多不同的意思,但这些意思都有明显的演变脉络,或引申,或借用,或比喻,或代指,或谐音,轨迹清清楚楚。反观那么巧和中国“太一”众多意义都有对应的所谓古希腊“以太”,基本就是横空出世,毫无脉络可寻,不同意思之间毫无关联,连洋人自古就没有的“气”概念都跑出来了,呵呵。 什么?还有“融合统一”、“大道规律”的意思?哈哈,那是后文论证的事了,不用着急哈,那是另一篇更有意思的论证。 本集结束前,我们再来回顾一下先秦惠子的认识,让我们领略先秦科学的高度,向先贤致敬。 ————————————————————————惠施多方,其書五車,其道舛駁,其言也不中。歷物之意,曰:“至大無外,謂之大一;至小無內,謂之小一。無厚,不可積也,其大千裏。天與地卑,山與澤平。日,方中方睨;物,方生方死。大同而與小同異,此之謂小同異;萬物畢同畢異,此之謂大同異。南方無窮而有窮,今日適越而昔來,連環可解也。我知天下之中央,燕之北越之南是也。泛愛萬物,天地一體也”……卵有毛,雞三足,郢有天下,犬可以為羊,馬有卵,丁子有尾,火不熱,山出口,輪不蹍地,目不見,指不至,物不絕,龜長於蛇,矩不方,規不可以為圓,鑿不圍枘,飛鳥之景未嘗動也,鏃矢之疾,而有不行不止之時,狗非犬,黃馬、驪牛三,白狗黑,孤駒未嘗有母,一尺之捶,日取其半,萬世不竭。——《庄子·天下》 ————————————————————————芋头出品,必属精品。细致查证,密思唯勤。滞后热点,少人问津。平台限流,甚至蔽屏。码字不易,珍惜有亲。打赏与否,随君之心,如觉还好,广告远近。欢迎转载,出处备明。莫学方邪,毫无诚信。 ————————————————————————参考引用与评按(芋头按:以下引用中国古文献所载乃采取其中常见版本,不同版本所载“大一、太一、泰一、大乙、太乙、泰乙、大壹、太壹、泰壹”用字各有不同。) [1]《庄子·天下》:“建之以常無有,主之以太一”《庄子·徐无鬼》:“知大一……大一通之”。《文子》:“帝者體太一,王者法陰陽”。西汉·刘安《淮南子·主术训》:“天氣為魂,地氣為魄,反之玄房,各處其宅,守而勿失,上通太一。太一之精,通於天道,天道玄默,無容無則,大不可極,深不可測,尚與人化,知不能得”。西晋·皇甫谧《帝王世纪》:“淮南子曰:帝者體太一者,紀綱八極,經緯六合,覆露昭導,普施而無私”。道生一,一生二,二生三,三生万物。太为至高,一为唯一。“一”为万物本源本质,知本质本源则明道,明道则通晓万物。 [2]湖北省荆门市沙洋县郭店村·郭店一号楚墓M1竹简·《大一生水》:“大一生水,水反輔大一,是以成天。天反輔大一,是以成地”。战国·吕不韦《吕氏春秋.仲夏纪.大乐》:“太一出兩儀,兩儀出陰陽。陰陽變化,一上一下,合而成章……萬物所出,造於太一,化於陰陽”。西汉·戴圣《礼记·礼运》:“禮必本於大一,分而為天地,轉而為陰陽,變而為四時,列而為鬼神”。西汉·刘安《淮南子·诠言训》:“洞同天地,渾沌為樸,未造而成物,謂之太一”。 [3]战国楚·宋玉《高唐赋》:“醮諸神,禮太一”。战国《鹖冠子·泰鸿》:“泰一者,執大同之制,調泰鴻之氣,正神明之位者也”。西汉·司马迁《史记·封禅书》:“天神貴者太一,太一佐曰五帝……古者天子三年壹用太牢祠神三一:天一、地一、太一”。西汉·司马迁《史记·孝武本记》:“天神貴者泰一,泰一佐曰五帝。古者天子以春秋祭泰一東南郊……封泰山下東方,如郊祠泰一之禮……皇帝敬拜泰一”西汉·扬雄·《甘泉赋》:“配帝居之悬圃兮,象泰壹之威神” 。西汉·司马相如《大人赋》:“使五帝先導兮,反大壹而從陵陽”。东汉·班固《汉书·霍光金日磾传》:“召内泰壹宗庙乐人辇道牟首”。唐·张守节《史记正义·天官》:“泰一,天帝之別名也。劉伯莊雲:泰一,天神之最尊貴者也”。 [4]隋·萧吉《五行大义·论诸神》:“太一是察災殃,是為天帝之臣……太一者,北辰神名,居其所,曰太帝……太一主水旱兵饑,合十二神” [5]隋·萧吉《五行大义·论诸神》:“天皇太帝曜魄寶,地皇為天一,人皇為太一”。唐·杜甫《朝献太清宫赋》:“泰壹奉引,庖犧左右;堯步舜趨,禹馳湯驟”。南宋·羅泌《路史》:“泰壹氏,是為皇人,開圖挺紀、執大同之製、調大鴻之氣、正神明之位者也。是故九皇傳授以索其自然之所生,復自然之解與天地之所始。而黃帝、老子皆受要於泰壹元君”。明·《萬曆續道藏·搜神记·太乙之精》:“太乙,天神也。按《漢書》劉向校書,天禄閣有老人着黄衣植青藜而進見。向在暗中,遂出杖端火照向讀書。向問其姓名,答曰:我太乙之精”。 [6]战国楚·屈原《九歌》:“東皇太一”,宋·洪興祖《楚辭補注》注:“太一星名,天之尊神,祠在楚東,以配東帝,故曰東皇” http://skqs.guoxuedashi.net/2647i/1685457.html [7]前蜀·杜光庭《太上老君说常清静经注》:“《尹氏玄中記》曰:太上老君常居紫微官,或號天皇大帝,或曰太一救苦天尊,或號金闕聖君”。 [8]方诗铭、王修龄《古本竹书纪年辑证》:“今汤名可知者,汤(卜辞作‘唐’)、太乙、履,三名而已……甲骨文作‘唐’或‘大乙’”。芋头按:商汤七名可能是:汤、唐、履、天乙、大乙、太乙、泰乙。《汉书·艺文志》:“天乙謂湯”。 [9]战国·甘德、石申《甘石星经》:“太一星在天一南半度”西汉·司马迁《史记·天官书》:“中宮天極星,其一明者,太一常居也;旁三星三公,或曰子屬”。西汉·刘安《淮南子·天文训》:“太微者,太一之庭,紫微宮者,太一之居”。漢·鄭玄《周易乾鑿度》:“太一者,北辰之神名也,居其所,曰太一”。隋·丹玄子《步天歌》:“左右四星是四輔,天一太一當門戶”。唐·房玄龄《晋书·志·天文上》“太一星在天一南,相近,亦天帝神也,主使十六神,知風雨水旱、兵革饑饉、疾疫災害所在之國也”。 [10]西汉·司马迁《史记·封禅书》:“以牡荊畫幡日月北斗登龍,以象太一三星”。 [11]元·吴澄《道德真经注·道经上》:“道指形而上之理,不雜乎氣者而言,莊子所謂常無有也;德指形而下之氣中有此理者而言,莊子所謂太一也”。 [12]东汉·班固《汉书·艺文志》:“《泰一雜甘泉壽宮歌詩》十四篇……《太壹兵法》一篇……《泰壹雜子星》二十八卷……《泰壹雜子雲雨》三十四卷……《泰一陰陽》二十三卷……《泰一》二十九卷……《泰壹雜子候歲》二十二卷……《泰壹雜子十五家方》二十二卷……《泰壹雜子黃治》三十一卷”。 [13]《庄子·列御寇》“兼濟道物,太一形虛”。 [14]西汉·张衡《西京赋》:“於前終南太一,隆崛崔崪”。唐·李善 注:“于前则终南太一,二山名也。善曰:尚书曰:终南惇物,至于鸟鼠。汉书曰:太一山,古文以为终南。五经要义曰:太一,一名终南山,在扶风武功县。此云终南、太一,不得为一山明矣。盖终南,南山之总名;太一,一山之别号耳”。北魏·郦道元《水经注·渭水》“地理誌曰:縣有太壹山,古文以為終南。杜預以為中南也。亦曰太白山,在武功縣南去長安二百裏,不知其高幾何”。唐·王维《终南山》:“太乙近天都,连山接海隅”。清·张玉书、陈廷敬、李光地等《御定佩文韵府·入声》:“漢書地理誌右扶風武功注:大壹山古文以為終南垂山” [15]西汉·刘安《淮南子·本经训》:“體太一者,明於天地之情,通於道德之倫,聰明耀於日月,精神通於萬物,動靜調於陰陽,喜怒和於四時,德澤施於方外,名聲傳於後世”。北宋·宋祁《新唐书·隐逸》:“詔曰:鴻有泰一之道,中庸之德”。 [16]术数,如太乙数,术数三式之一;如四柱神煞“太乙”等。东汉·班固《汉书·艺文志》:“《泰一陰陽》二十三卷……《泰一》二十九卷……《泰壹雜子候歲》二十二卷”。式盘,我国古代用来进行数学推算或占卜的工具。式盘起源很早,古代文献中都有记载,如在宋元时代学习天文学和数学都要熟悉三式,即太一式、遁甲式和六壬式。中国考古网《汝阴侯汉墓式盘占盘》http://www.kaogu.cn/cn/kaoguyuandi/kaogubaike/2013/1025/34286.html《黄帝内经·灵枢·九宫八风篇》:“太一日遊,以冬至之日,居葉蟄之宮。數所在,日從一處,至九日,復返於一。常如是無已,終而復始……太一在冬至之日有變,占在君;太一在春分之日有變,占在相;太一在中宮之日有變,占在吏;太一在秋分之日有變,占在將;太一在夏至之日有變,占在百姓。所謂有變者,太一居五宮之日,病風折樹木,揚沙石,各以其所主,占貴賤”。 [17]西晋·皇甫谧《针灸甲乙经》:“太乙,在關門下一寸,足陽明脈氣所發”。 [18]https://translate.google.cn/?hl=zh-CN&tab=TT&sl=auto&tl=fr&text=%E4%BB%A5%E5%A4%AA%0A&op=translate [19]etymonline “ether” https://www.etymonline.com/word/ether#etymonline_v_11652 [20]谭暑生. "以太论的历史发展." 自然辩证法研究 3(1987):11.https://www.doc88.com/p-0062457763690.html所谓古希腊的以太“精灵之气”说,应该还掺杂扭曲《管子·内业》“精也者,氣之精者也……靈氣在心,一來一逝,其細無內,其大無外”之言而成。 [21]郭亚芳. "试论以太概念的历史发展." 中国物理学会华东六省市年会暨全国凝聚态物理学术会议 中国物理学会, 2001.https://www.doc88.com/p-1806944399200.html [22]梁瑶, 袁海泉, and 桑芝芳. ""以太论"的发展及其物理教育价值." 物理与工程 1(2016):4.https://www.doc88.com/p-1088986006711.html [23]以太模型对物理学的发展影响的研究http://www.doczj.com/doc/ca751c3c876fb84ae45c3b3567ec102de2bddf7d.html [24]《淮南子·要略》:“《原道》者,盧牟六合,混沌萬物,象太一之容,測窈冥之深,以翔虛無之軫,托小以苞大,守約以治廣”。唐·崔行功《贈太師魯國孔宣公碑》:“上帝儲祉,泰壹有輝”。 [25]泰,极也,尊也。《禮記·明堂位》:“大廟,天子明堂。泰,有虞氏之尊也”。《荀子·禮論》:“貴本之謂文,親用之謂理,兩者合而成文,以歸大一,夫是之謂大隆”。《广雅·释诂一》“太,大也”。段玉裁注:“后世还言,而以为形容未尽,则作太”。《礼记·曲礼上》:“假尔泰龟有常”。孔穎達疏:“泰者,大中之大也”。 [26]《柯林斯词典Collins English Dictionary》“firmament”。 [27]苗力田. 亚里士多德全集. 中国人民大学出版社, 1997.哲学社会科学“七五”国家重点研究课题 [28]北京大学哲学系. "古希腊罗马哲学." 商务印书馆 (1962). [29]吴雅凌(译)."神谱笺释."华夏出版社(2010).“虚冥和漆黑的夜从混沌中生,天光(以太)和白天又从黑夜中生。她与虚冥相爱交合,生下他俩”。 [30]所谓古希腊埃斯库罗斯《残篇》:“宙斯是以太,宙斯是大地,宙斯是天空。宙斯——这是一切,这是高于一切之存在”。
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以太是什么物质,真的存在吗? - 知乎
以太是什么物质,真的存在吗? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册物理学以太是什么物质,真的存在吗?关注者50被浏览40,757关注问题写回答邀请回答好问题2 条评论分享22 个回答默认排序盐选推荐知乎 官方账号 关注麦克斯韦本人在建立他的不朽的方程时,就假设了这个绝对空间的存在。对于麦克斯韦来说,你看,水波啊声音啊这些波,都需要一个介质在那里。水是水波的介质,或者说,水波是水振动的结果;空气是声音的介质,或者说,声音即声波是空气振动的结果。那么,电磁波不该是某种介质振动的结果吗?这是什么介质呢?就是传说中的以太。
我们来看看麦克斯韦在 1862 年发表的他的第一篇关于电磁理论的论文,这篇论文的标题是《论物理的力线》。这篇论文把物质中的磁场推广到以太。他觉得,磁场是以太这种特殊介质中的一排排漩涡。他利用以太可以简单地解释法拉第引进的「场」 的概念,完全类似我们研究介质时介质的特性,比如变形啊等等。
有了以太,就很好地解释了与以太相对静止的绝对空间。你看,在地球上,我们也觉得相对地球静止的空间很特殊,因为空气与地球是相对静止的。我不动的时候,不需要任何力量,可是我在空气跑动的时候,就感受到空气的阻力。
其实,麦克斯韦并不是第一个想到以太的人。以太这个概念,最早是由古希腊哲学家亚里士多德提出的。它是一种假想的物质,均匀地分布在宇宙中的每一个角落,而且始终保持绝对静止。由于它的密度很低,我们无法感受到它的存在。后来,法国哲学家笛卡尔给以太赋予了物理学的含义。他宣称,以太是用来传播光的东西。
众所周知,水波要靠水来传播,声波要靠空气来传播;要是没有水和空气,就不会有水波和声波。我们已经讲过,光本身也是一种波。那光要靠什么来传播呢?笛卡尔认为,传播光的东西就是以太。
以现在的眼光来看,以太其实是物理学史上最大的垃圾桶。在 20 世纪以前,凡是有解决不了的难题,人们都会用以太来解释它。比如说,以前的科学家都普遍相信,所谓的光速,其实就是光相对于以太参考系的速度。换句话说,那时的人们把以太当成一种绝对静止的存在;世界上一切物体的速度,都是它们相对于以太参考系的速度。
必须说,假想以太的存在,帮助了麦克斯韦找到了正确的电磁理论。但是你注意到没有,我们在第 10 节课中讲麦克斯韦理论的时候,并没有假定以太。其实,在现代所有电磁理论的课本中,也根本不会提到以太。为什么?
© 本内容版权为知乎及版权方所有,侵权必究编辑于 2024-03-11 19:44赞同 542 条评论分享收藏喜欢收起想吃不辣的水煮鱼来砍我吧,不要砍需求。 关注以现在的观点,以太是不用存在的。为什么是不用存在?因为以前物理学家提出以太这种观点实际上是限制于经典物理的限制。光速是恒定的这就意味着,光传播也是有介质的。以太就是他们提出的假象中的这个介质。而这个介质最大的好处就是可以不借助相对论就能解释“场”理论,光速恒定等等很多问题。所以说,在相对论出现前,以太就相当于是物理学家的灯塔。只要找到了以太就能解决现有的大部分难题。于是找到就成了当时物理学家的目标。最后我们都知道,这个东西被爱因斯坦找到了,只不过它不是以太,是相对论。既然相对论解决了这些问题,那以太存不存在就没有意义了。发布于 2019-07-09 21:55赞同 52 条评论分享收藏喜欢
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提示:此条目页的主题不是五元素以太(英语:Aether_(classical_element))、以太神埃忒耳或以太网。
以太假说:地球行经承载光的介质以太
以太(英语:Luminiferous aether)或译为光乙太,以太(英语:Aether_(classical_element))(英语:aether)原本是古希腊哲学家亚里斯多德所设想的一种物质,为五元素之一。19世纪的物理学家,认为它是一种曾被假想的电磁波的传播介质[1]。但后来的实验和理论表明,如果不假定“以太”的存在,很多物理现象可以有更为简单的解释。也就是说,没有任何观测证据表明“以太”存在,因此“以太”理论被科学界抛弃。
历史[编辑]
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)。受经典力学思想影响,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,是这种物质作为光的传播中的介质。
以太的假设事实上代表了传统的观点:
电磁波的传播需要一个“绝对静止”的参照系,当参照系改变,光速也改变。
迈克耳孙-莫雷实验装置
这个“绝对静止系”就是“以太系”。其他惯性系的观察者所测量到的光速,应该是“以太系”的光速、与这个观察者在“以太系”上的速度之矢量和。
按照当时的猜想,以太无所不在,没有质量,绝对静止。以太充满整个宇宙,电磁波可在其中传播。假设太阳静止在以太系中,由于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(如同船只动力c,河流流速v,则船速可能为正向c+v、逆向c-v)。如果太阳在以太系上不是静止的,地球上测量不同方向的光速,也应该有所不同。
1881年-1884年,阿尔伯特·迈克耳孙和爱德华·莫雷为测量地球和以太的相对速度,进行了著名的迈克耳孙-莫雷实验。实验结果显示,不同方向上的光速没有差异。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柢固,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。
然而根据麦克斯韦方程组,电磁波的传播不需要一个“绝对静止”的参照系,因为该方程里两个参数都是无方向的标量,所以在任何参照系里光速都是不变的。
c
=
1
ε
0
μ
0
{\displaystyle c={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}}
其中
ε
0
{\displaystyle \varepsilon _{0}}
是真空电容率,
μ
0
{\displaystyle \mu _{0}}
是真空磁导率。
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以太确实不存在,不过以太假说仍然在我们的生活中留下了痕迹,如乙太网路等。
但有些人[谁?]推测,以太可能是由一种宇宙的暗物质所构成,又称“光引力行为”,光引力行为是一种只有属于光的万有引力,发光者借由暗物质的聚合而产生光,可是这些也只是在构想的阶段。
从笛卡尔的角度来看,物体之间所有的作用力都必须透过媒介来传递,不存在所谓的超距作用。因此,空间中不可能是一无所有的,而是充满著一种叫以太的物质。以太虽然无法被人体所感知,但却能传递作用力,例如磁力、月球对潮汐的作用力等。
之后,以太又跟光波动说有很大关联,它被当作是光波的荷载物。光波动说是由胡克所提出的,并由惠更斯做进一步的发展。
由于光可以在真空中传播,因此惠更斯提出,荷载光波的媒介(以太)应该充满了包括真空在内的全部空间,并能渗透到平常的物质当中。以太除了被当作为光的荷载物质之外,惠更斯也利用以太来解释引力的现象。
牛顿虽然不同意胡克的光波动说,但又和笛卡尔一样反对超距作用,并承认以太这种物质的存在。牛顿的观点是,以太不一定是单一的物质,因此能传递各种作用力,如产生电、磁和引力等不同的现象。牛顿也认为以太可以传播震动,但以太的震动不是光,因为当时光波动说还不能解释光的偏振现象,亦不能解释光为何会直线传播。
十八世纪是以太论没落的时期。由于法国笛卡儿主义者拒绝引力的平方反比定律,而使牛顿的追随者起来反对笛卡尔哲学体系,因此连笛卡尔倡导的以太论也一并进入了反对之列。
随著引力的平方反比定律在天体力学方面的成功,以及探寻以太的实验并未获得成果,使得超距作用观点得以流行。光波动说也被放弃了,而光微粒说却得到广泛的承认。到了十八世纪后期,证实了电荷之间(以及磁极之间)的作用力同样是与距离的平方成反比。于是电磁以太的观念被抛弃,超距作用的观点在电磁学中也占据了主导的位置。
十九世纪,以太论获得复兴以及发展,这点首先还是由光学所发展起的,主要是托马斯·杨及菲涅尔的实验结果。托马斯·杨用光波的干涉解释了牛顿环,并在实验的启示下,于1817年提出的光波为横波的新观点,解决了光波动说长期不能解释光的偏振现象的困难处。
菲涅尔用光波动说成功地解释的光的衍射现象,他提出的理论方法(常称为惠更斯-菲涅耳原理)能正确地计算出衍射的图案,并且能解释光的直线传播现象。之后菲涅尔又成功进一步解释了光的双折射,获得了很大的成功。
1823年,菲涅尔根据托马斯·杨的光波为横波的学说,和他自己在1818年所提出的:
透明物质中以太密度与及折射二次方成正比的假设,在一定的边界条件下,推出关于反射光和折射光振幅的著名公式,他很准确的说明了大卫·布儒斯特数年前从实验上所测得的结果。
参阅[编辑]
物理学主题
光速不变原理
迈克耳孙-莫雷实验
维基共享资源上的相关多媒体资源:以太
参考文献[编辑]
^ The 19th century science book A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar provides a brief summary of scientific thinking in this field at the time.
外部链接[编辑]
Ether and the Theory of Relativity (by Albert Einstein) 英文版(页面存档备份,存于互联网档案馆)
Decaen, Christopher A., Aristotle's Aether and Contemporary Science, The Thomist, 2004, 68: 375–429 [2011-03-05]. [永久失效链接]
The Aether of Space - Lord Rayleigh's address
ScienceWeek THEORETICAL PHYSICS: ON THE AETHER AND BROKEN SYMMETRY
The New Student's Reference Work/Ether
取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=以太&oldid=73447249”
分类:物理学史以太理论思想史隐藏分类:自2015年6月需补充来源的条目拒绝当选首页新条目推荐栏目的条目含有英语的条目自2022年7月缺少主语或者主语不够具体的语句维基共享资源分类链接使用了维基数据上的匹配项自2017年11月带有失效链接的条目条目有永久失效的外部链接
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提示:此条目页的主题不是五元素以太(英语:Aether_(classical_element))、以太神埃忒耳或以太网。
以太假說:地球行經承載光的介質以太
以太(英語:Luminiferous aether)或譯為光乙太,以太(英语:Aether_(classical_element))(英語:aether)原本是古希腊哲学家亞里斯多德所设想的一种物质,為五元素之一。19世紀的物理學家,認為它是一種曾被假想的電磁波的傳播介質[1]。但後來的实验和理论表明,如果不假定“以太”的存在,很多物理现象可以有更为简单的解释。也就是说,没有任何观测证据表明“以太”存在,因此“以太”理论被科学界抛弃。
歷史[编辑]
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)。受经典力学思想影响,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,是这种物质作為光的传播中的介质。
以太的假设事实上代表了传统的观点:
电磁波的传播需要一个“绝对靜止”的参照系,当参照系改变,光速也改变。
迈克耳孙-莫雷实验装置
这个“绝对靜止系”就是“以太系”。其他慣性系的观察者所测量到的光速,应该是“以太系”的光速、与这个观察者在“以太系”上的速度之矢量和。
按照当时的猜想,以太无所不在,没有质量,绝对静止。以太充满整个宇宙,电磁波可在其中传播。假设太阳静止在以太系中,由于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(如同船隻動力c,河流流速v,則船速可能為正向c+v、逆向c-v)。如果太阳在以太系上不是静止的,地球上测量不同方向的光速,也应该有所不同。
1881年-1884年,阿尔伯特·迈克耳孙和爱德华·莫雷为测量地球和以太的相对速度,进行了著名的迈克耳孙-莫雷实验。实验结果显示,不同方向上的光速没有差异。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柢固,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。
然而根据麦克斯韦方程组,电磁波的传播不需要一个“绝对靜止”的参照系,因为该方程裡两个参数都是无方向的标量,所以在任何参照系裡光速都是不变的。
c
=
1
ε
0
μ
0
{\displaystyle c={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}}
其中
ε
0
{\displaystyle \varepsilon _{0}}
是真空电容率,
μ
0
{\displaystyle \mu _{0}}
是真空磁导率。
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以太确实不存在,不过以太假说仍然在我们的生活中留下了痕迹,如乙太網路等。
但有些人[谁?]推測,以太可能是由一種宇宙的暗物質所構成,又稱“光引力行為”,光引力行為是一種只有屬於光的萬有引力,發光者藉由暗物質的聚合而產生光,可是這些也只是在構想的階段。
從笛卡爾的角度來看,物體之間所有的作用力都必須透過媒介來傳遞,不存在所謂的超距作用。因此,空間中不可能是一無所有的,而是充滿著一種叫以太的物質。以太雖然無法被人體所感知,但卻能傳遞作用力,例如磁力、月球对潮汐的作用力等。
之後,以太又跟光波動說有很大關聯,它被當作是光波的荷載物。光波動說是由胡克所提出的,並由惠更斯做進一步的發展。
由於光可以在真空中傳播,因此惠更斯提出,荷載光波的媒介(以太)應該充滿了包括真空在內的全部空間,並能滲透到平常的物質當中。以太除了被當作為光的荷載物質之外,惠更斯也利用以太來解釋引力的現象。
牛頓雖然不同意胡克的光波動說,但又和笛卡爾一樣反對超距作用,並承認以太這種物質的存在。牛頓的觀點是,以太不一定是單一的物質,因此能傳遞各種作用力,如產生電、磁和引力等不同的現象。牛頓也認為以太可以傳播震動,但以太的震動不是光,因為當時光波動說還不能解釋光的偏振現象,亦不能解釋光為何會直線傳播。
十八世紀是以太論沒落的時期。由於法國笛卡兒主義者拒絕引力的平方反比定律,而使牛頓的追隨者起來反對笛卡爾哲學體系,因此連笛卡爾倡導的以太論也一併進入了反對之列。
隨著引力的平方反比定律在天體力學方面的成功,以及探尋以太的實驗並未獲得成果,使得超距作用觀點得以流行。光波動說也被放棄了,而光微粒說卻得到廣泛的承認。到了十八世紀後期,證實了電荷之間(以及磁極之間)的作用力同樣是與距離的平方成反比。於是電磁以太的觀念被拋棄,超距作用的觀點在電磁學中也占據了主導的位置。
十九世紀,以太論獲得復興以及發展,這點首先還是由光學所發展起的,主要是托馬斯·楊及菲涅爾的實驗結果。托馬斯·楊用光波的干涉解釋了牛頓環,並在實驗的啟示下,於1817年提出的光波為橫波的新觀點,解決了光波動說長期不能解釋光的偏振現象的困難處。
菲涅爾用光波動說成功地解釋的光的衍射現象,他提出的理論方法(常稱為惠更斯-菲涅耳原理)能正確地計算出衍射的圖案,並且能解釋光的直線傳播現象。之後菲涅爾又成功進一步解釋了光的雙折射,獲得了很大的成功。
1823年,菲涅爾根據托馬斯·楊的光波為橫波的學說,和他自己在1818年所提出的:
透明物質中以太密度與及折射二次方成正比的假設,在一定的邊界條件下,推出關於反射光和折射光振幅的著名公式,他很準確的說明了大卫·布儒斯特數年前從實驗上所測得的結果。
参阅[编辑]
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光速不变原理
迈克耳孙-莫雷实验
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^ The 19th century science book A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar provides a brief summary of scientific thinking in this field at the time.
外部連結[编辑]
Ether and the Theory of Relativity (by Albert Einstein) 英文版(页面存档备份,存于互联网档案馆)
Decaen, Christopher A., Aristotle's Aether and Contemporary Science, The Thomist, 2004, 68: 375–429 [2011-03-05]. [永久失效連結]
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以太(亞里士多德所設想的一種物質)_百度百科
以太(亞里士多德所設想的一種物質)_百度百科
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以太是一個多義詞,請在下列義項上選擇瀏覽(共4個義項)
▪亞里士多德所設想的一種物質
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以太
(亞里士多德所設想的一種物質)
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以太是古希臘哲學家亞里士多德所設想的一種物質。是物理學史上一種假想的物質觀念,其內涵隨物理學發展而演變。“以太”一詞是英文Ether或Aether的音譯。古希臘人以其泛指青天或上層大氣。以太也被認為是第五元素,在亞里士多德看來,物質元素除了水、火、氣、土之外,還有一種居於天空上層的以太。在科學史上,它起初帶有一種神秘色彩。後來人們逐漸增加其內涵,使它成為某些歷史時期物理學家賴以思考的假想物質。19世紀的物理學家曾認為它是一種電磁波的傳播媒質,但後來的實驗和理論表明,如果假定“以太”的不存在,很多物理現象可以有更為簡單的解釋。
中文名
以太
外文名
Ether或、Aether、Akashic、Space
別 名
乙太
別 名
光乙太
提出者
亞里士多德
提出時間
公元前300年以前
應用學科
物理學
目錄
1
以太的定義
2
以太的發展
▪
古希臘時期
▪
十七、十八世紀
▪
十九世紀
3
以太存在的否定
4
科幻影視作品中的以太
以太以太的定義
以太(Ether、Aether),古希臘哲學家亞里士多德所設想的一種物質,物質現象界的萬物生存在其內,是除了水、火、氣、土四大基本元素之外的第五元素。
以太以太的發展
以太是一個歷史上的名詞,它的涵義也隨着歷史的發展而發展。
以太古希臘時期
“以太”一詞,最初見於一則古代希臘的神話傳説:暗神伊利波斯和夜神尼卡絲結合,生出一個精靈氣旺的宙斯神——埃忒爾(Aether),這就是以太。在那個時候,以太表示精靈之氣,瀰漫於整個宇宙。埃忒爾是希臘神話裏的三層大氣(air)之一,是“以太”神,“光”和“光亮的高層大氣”的神。
[1-2]
在古希臘,唯物主義哲學家留基伯和德漠克利特提出了原子論,認為萬物都是由最小的,不能再分的微粒——原子組成的,人的靈魂也由最活動、最精微的原子組成,這種原子一旦分散,靈魂隨之消失。原子之間的空隙裏有什麼呢一無所有,一片虛空。這樣,“萬物的始基是原子和虛空”,而原子在虛空中運動着。原子論者認為:“如果沒有我們稱為虛空的空間、場所,物體就無法安置,根本也不能 移動。”古希臘哲學家亞里士多德反對原子論,尤其反對虛空的存在。他在《物理學》和 《論天》等著作中寫道:“不可分的東西是沒有運動和變化的。”“充實的空間裏能夠有變化,並且,即使在物體之間沒有虛空把它們分開,他們也能夠彼此調換位置。“相反,“虛空其實倒會把運動取消,在虛空裏面,會只有一個普遍的靜止。”因此,亞里士多德認為,虛空是根本不存在的,空間處處為連綿不斷的物質所充滿。他認為,地上的物體包含四種原素,即土、火、氣和水。原素不呈微粒狀,而是連續的,原素也不是不可破壞,而是“從彼此產生出來的”。除此之外,還要加上第五種原素—天上的實質。他説:“天與土、火、氣和水不同,天乃是古代人所稱為以太的東西。”以太是聖潔之物,它不包含任何矛盾和對立, 因而是永遠不會發生變化,是永恆的。以太作為宇宙的本原物質的概念逐漸從神話走到自然哲學中來。
[2]
以太十七、十八世紀
十七世紀的R·笛卡爾是一個對科學思想的發展有重大影響的哲學家。他建立了以太旋渦説,最先將以太引入科學,並賦予它某種力學性質。在笛卡爾看來,物體之間的所有作用力都必須通過某種中間媒介物質來傳遞,不存在任何超距作用。因此,空間不可能是空無所有的,它被以太這種媒介物質所充滿。以太雖然不能為人的感官所感覺,但卻能傳遞力的作用,如磁力和月球對潮汐的作用力。
[3]
後來,以太又在很大程度上作為光波的荷載物同光的波動學説相聯繫。光的波動説是由R·胡克首先提出的,併為C·惠更斯所進一步發展。在相當長的時期內(直到二十世紀初),人們對波的理解只侷限於某種媒介物質的力學振動。這種媒介物質就稱為波的荷載物,如空氣就是聲波的荷載物。由於光可以在真空中傳播,因此惠更斯提出,荷載光波的媒介物質(以太)應該充滿包括真空在內的全部空間,並能滲透到通常的物質之中。除了作為光波的荷載物以外,惠更斯也用以太來説明引力的現象。
[3]
這時期的以太也稱為“發光以太”或“光以太”。牛頓對以太的態度是極其矛盾的,他一面繼承了笛卡爾和伽利略的部分思想,提出絕對時空理論,但在他1687年發表《自然哲學的數學原理》中,迴避了以太的問題,關於物體之間作用力的本質,他隻字未提,認為當時不可能深入探討力的本質。之後,牛頓運用超距的吸引和排斥的觀點輕而易舉地解釋了萬有引力、化學聚合力、光粒子的反射和折射等現象,因而逐步地接近超距作用的觀點。承認超距作用,當然否定以太的存在。但是牛頓本人並不贊成超距作用解釋,在對待以太的問題上也是搖擺不定的,他在給R·本特利的一封信中寫道:“很難想象沒有別種無形的媒介,無生命無感覺的物質可以毋須相互接觸而對其他物質起作用和產生影響。……假定引力是物質的一種根本的和固有的屬性,因此一個物體能夠超距地通過虛空的任何距離作用於另一個物體,不經任何媒介就傳遞作用力,在我看來,這是多麼荒誕,以致對於任何一個通曉哲學事理的人都是不可思議的。引力應是由按一定規律起作用的媒介引起的。但是,這種媒介究竟是物質的還是非物質的呢?我讓讀者自己去判斷。”在力的傳遞上,牛頓本人是傾向於贊同以太理論的觀點的,只是在細節上有所不同,但他並沒有對力的本質再做進一步的研究和説明。
[5]
十八世紀是以太論沒落的時期。由於法國笛卡爾主義者拒絕引力的平方反比定律而使牛頓的追隨者起來反對笛卡爾哲學體系,連同他倡導的以太論也在被反對之列。隨着引力的平方反比定律在天體力學方面的成功以及探尋以太未獲實際結果,使得超距作用觀點得以流行。光的波動説也被放棄了,微粒説得到廣泛的承認。
[3]
以太十九世紀
以太學十九世紀隨光的波動學的重新興起,以太重回它的主流地位。以太成為科學研究的重要對象,物理學也被分成兩部門:一門研究普通物質,另一門研究以太,稱為“以太學”。
[5]
光學以太在十九世紀,隨着人們對自然規律認知的加深,以太進一步與科學結合,用來解釋自然現象,其中以太在光學和電磁學的應用尤為突出。對於光到底是一種波還是一種粒子的問題自古便有爭議。上文提到,笛卡爾、胡克以及惠更斯等人認為光是一種波,而牛頓則是光的粒子説的堅定支持者。雙方進行了多次爭論。隨着牛頓學術權威性的確立,第一次波粒之爭以粒子學派勝出結束,以太學説也由此沉寂了近百年。時間來到十九世紀。在十九世紀初期,英國人托馬斯·楊通過光的雙縫實驗,發現了光的干涉現象。托馬斯·楊用光波的干涉解釋了牛頓環,並在實驗的啓示下於1817年提出光波為橫波的新觀點(當時對彈性體中的橫波還沒有進行過研究),解決了波動説長期不能解釋光的偏振現象的困難。托馬斯·楊提出他的波動性光學原理:稀疏的和有彈性的發光以太充滿整個宇宙;光是以光滑波的形式在以太中行進的連續的振動過程;不同顏色的感覺取決於傳遞給視網膜的以太振動的頻率;一切物體都吸引以太,因此在物體之中及其附近,以太密度大,而以太的彈性則保持不變。
[2]
法國人菲涅耳成功地做了光的衍射實驗,建立了以作圖法形式的衍射理論,解釋了光的直線傳播現象,提供了相互垂直的偏振光不相干涉的證明,這也證實了光是一種橫波。菲涅耳圓滿地解釋了光的反射、折射、干涉、衍射、偏振等現象,形成完善的光的波動説理論。托馬斯·楊的雙縫實驗、菲涅耳的泊松亮斑和傅科關於對空氣和水中光速的精確測量為光的波動説提供了強有力的證據,第二次波粒之戰,波派完勝,波動説終於確立了它在經典物理學中的地位,作為光波載體的以太成了物理學研究的對象,以太理論在十九世紀重回它的主流地位。問題並不就此完結。光波當時被理解為是一種機械波,而且按楊和菲涅耳的發現,它是一種橫波。彈性橫波只能在固體中傳播。因此,以太應當是一種彈性固體。既然如此,物體(例如行星)怎麼能夠自由地通過以太而不受到什麼阻力呢?早年牛頓通過比較聲速和真空光速,依胡克的公式計算得到,只有當以太的彈性很大(比如比空氣彈性大一百萬倍)而密度很小(比如比空氣密度小一百萬倍),以太對於天體運動的阻力才是微不足道的。物理學家為設想出具有這種性質的以太絞盡腦汁,建立了各種各樣的以太機械模型。英國的斯托克斯(1819—1903)提出,以太像瀝青和果子凍之類的彈性流體物質,對於光波這樣非常快速的振動,它具有足夠的彈性,對於像行星那樣慢速的行進,它具有充分的流動性,易於變形。為了克服彈性介質中應有縱波與橫波相伴的困難,馬克可拉在1839年提議説,以太是由一種能夠抵抗扭轉應力但不能抵抗縱向應力的以太單元組成的新型彈性物質,並由此解釋了許多光學現象。馬克可拉以太論方程組與後來的麥克斯韋方程組形式相似,他的理論獲得了廣泛的發展。為了解釋各種光學現象,各種以太理論引入了大量的附加假設和邊界條件。單純地從機械運動的觀點理解以太,總是難於自圓其説的。
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電磁以太法拉第在1838年提出,當絕緣物質放在電場中時,其中的電荷將發生位移。W·湯姆孫也曾把電場比作以太的位移。法拉第引入力線來描述磁作用和電作用,他認為力線是確實的存在,空間是被力線所充滿着的,而光和熱可能就是力線的橫振動。1851年法拉第明確指出,如果接受光以太的存在,那麼以太就可能是力線的荷載物。擅長數學的麥克斯韋繼承了法拉第的思想,決心為這些觀念提供適當的數學方法基礎。他提出位移電流假設,進一步得出一組微分方程即麥克斯韋方程組描述電磁場的普遍規律。“場”這個概念來源於法拉弟。按麥氏方程組,場論是一種近距作用理論。物體之間的電磁相互作用是在空間由一點到距離無限小的一點逐點傳播的。麥克斯韋認為,在空間存在着電磁現象藉以產生、處於運動之中的以太物質。場的各種實在的屬性被賦予以太。場只不過是運動以太的激發態。他設想了一種機械模型,即以太繞力線旋轉形成一個個渦元,在渦元之間有帶電粒子,當粒子偏離平衡位置時,粒子和渦元之間產生相互作用,由此來説明電磁運動的規律。由麥氏方程組可以預言,電磁場的擾動以波的形式傳播,其速度等於光速。因此他斷言:“光就是產生電磁現象的媒質(以太)中的橫振動。”光的電磁學説成功地解釋了光波的性質,這樣便實現了光和電的統一,光以太和電磁以太的統一。麥克斯韋在世時,他的理論並未得到承認和重視,甚至被人當作奇談怪論。許多卓有威望的科學家對它採取觀望態度。麥克斯韋中年喪妻,心情煩惱,生活清苦,終年僅四十九歲。德國的赫茲於1888年通過實驗證實了電磁波的存在,證實了電磁波與光波的同一性。赫茲實驗的公佈轟動了整個科學界,法拉第——麥克斯韋電磁理論取得了決定性的勝利。今天我們只滿足於把赫茲實驗看作麥克斯韋理論的證明,當時的學術界卻把它看作是以太確實存在的證據。這個推理其實與我們今天由雲霧室的徑跡推斷某種新粒子存在也沒有多大差異。總之,對十九世紀末的物理學家來説,以太已經是一種實在,它的存在是確實無疑的。
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十九世紀九十年代H.A.洛倫茲以絕對靜止的以太為基礎, 對電磁理論進行了研究,創建了他的電子論。在這個理論中,物質世界區分為連續的以太和分立的帶電粒子兩種原素,並且把靜止以太看作電磁場的載體,把實物視為帶電粒子的集合。帶電粒子在靜止以太中雜亂無章地運動着,產生電磁場,電磁場是以太狀態的一種描述。物體運動時並不帶動其中的以太運動,但物體中的電子隨物體運動時,不僅要受到電場的作用力,還要受到磁場的作用力,以及物體運動時其中將出現運動電流,運動物質中的電磁波速度與靜止物質中的不相同。洛倫茲推出了菲涅耳關於運動物質中的光速公式,解決了菲涅耳理論所遇到的困難(不同頻率的光有不同的以太)。電子論取得了很大成功,但在洛倫茲理論中,以太除了荷載電磁振動之外,不再有任何其他的運動和變化,這樣以太除了作為電磁波的荷載物和絕對參照系,它己失去了所有其他的物理性質,這又成為以太學衰落的隱患。
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以太以太存在的否定
以太學説雖然曾成功解釋了力學、光學以及電磁學的部分問題,並在十九世紀末達到了極盛。但是,在洛倫茲理論中,以太除了荷載電磁振動之外,不再有任何其他的運動和變化。這樣它幾乎已退化為某種抽象的標誌。除了作為電磁波的荷載物和絕對參考系,它已失去了所有其他具體生動的物理性質,這為它的衰落創造了條件。
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1887年邁克爾遜和莫雷在美國克利夫蘭做的邁克爾遜-莫雷實驗否定了以太的存在,以太從此退出科學領域,只成為了一種哲學上的概念。兩人設計了光的干涉儀器,根據以太學説,以太相對於太陽靜止,光速在以太中的傳播服從伽利略速度疊加原理,因此各個方向上的光速應是不同的,光通過干涉儀兩條路徑的時間差在不同方向上不同,干涉條紋也應相應發生移動。但兩人設計的精確度可達1/100條條紋移動的干涉儀在轉動過程中,干涉條紋保持靜止,沒有發生任何移動。這個實驗否定了以太的存在。
邁克爾遜-莫雷實驗示意圖
在十九世紀末二十世紀初,雖然還有些科學家努力拯救以太,但在1905年愛因斯坦大膽拋棄了以太説,認為光速不變是基本的原理,並以此為出發點之一創立了狹義相對論。愛因斯坦在《論動體的電動力學》一文的前言中説:“‘光以太’的引用將被證明是多餘的。” 人們從此接受了電磁場本身就是物質存在的一種形式的概念,而場可以在真空中以波的形式傳播。隨後量子力學的建立使人們認識到粒子與波實為一個硬幣的兩面。那種僅僅把波動理解為某種媒介物質的力學振動的狹隘觀點已完全被衝破。之後“以太”被主流物理學家所拋棄。
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以太科幻影視作品中的以太
以太雖然已經被主流物理學家拋棄,但其“絕對靜止”“無處不在”“永恆”“純潔”的特性使其成為了科幻影視作品中的常客。在電影《雷神2》中,奧丁提到了一種可以讓宇宙重歸黑暗的流體物質,稱之為以太粒子。呂克貝松執導的科幻電影《第五元素》,標題便是來源於以太是水、火、氣、土之外的第五元素。
參考資料
1.
神譜(古希臘詩人赫西俄德著作)
.百度百科
2.
譚暑生.以太論的歷史發展[J].自然辯證法研究, 1987(3):11.
3.
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4.
戴念祖.《中國大百科全書》74卷(第二版)物理學.詞條:以太:中國大百科全書出版社,2009-07:493-494頁.
5.
李佳偉,郭芳俠,孔繁敏,等.以太學説的發展和以太內涵的演變[J].大學物理, 2015, 34(8):4.DOI:CNKI:SUN:DXWL.0.2015-08-021.
6.
曹昌祺.以太論的興衰[J].大學物理, 1982, 1(3):6-6.DOI:CNKI:SUN:DXWL.0.1982-03-001.
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1
以太的定義
2
以太的發展
2.1
古希臘時期
2.2
十七、十八世紀
2.3
十九世紀
3
以太存在的否定
4
科幻影視作品中的以太
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以太,源自中国的名词和概念(一) - 知乎
以太,源自中国的名词和概念(一) - 知乎切换模式写文章登录/注册以太,源自中国的名词和概念(一)CSGO9821天若有情天亦老,人间正道是沧桑。作者:芋头微波https://weibo.com/ttarticle/x/m/show/id/2309404737078654272056?_wb_client_=1自由包容,尊重事实,动手查证,独立思考前言:《我们为什么要反害人的伪科普》系列文章的撰写,一开始本意就是揭发中医黑伪科普们的造谣,过程中难免就触及到它们的贬中宣洋、历史虚无主义。为了向大众说清楚问题,又不得不讲到科学和医学的中西历史真相。一说到历史真相,就很难不说到西方盗窃中国知识发明权、伪造文物、篡改科学史医学史等等。从辟谣中医黑捏造中西防疫史开始,辩论中牵扯出中国天文学的历史,于是写出数篇“大地球形论源自中国”的考证文,用海量铁证证明了地球观源自中国而非西洋的事实,公开纠正上世纪80年代以来,天文界科普的错误历史观。而在考证文献证据时,我意外发现了西方说的“以太”是源自中国的。正因为“以太”源自中国,中国对“以太”认识的多样性、在华传教士翻译的“错误”,加上中西文化差异,造成了当时西方世界对“以太”解释和论证的混乱和荒谬。正文之前,请大家务必留意《庄子》这本书,这书是本系列文众多线索中,唯一能贯穿全部文章的书。通读过《庄子》的看官,只要放下曾经的定见,稍微思考就能迅速看懂本系列文,不放心的还可以根据后面的“参考与引用”进行查证。没通读过庄子的看官也不用怕,我会尽量说明白说清楚。感兴趣的可以把《庄子》和西方相关文献进行对比就可以了,对后学客观学习《庄子》当大有裨益。本人专职临床,此文是辟谣中医黑的副产品,所以很多地方都是点到即止,不能具体展开论述。言不尽兴之处,望看官海涵。虽自觉认真查证、比对和分析,但难免有所错误,望有识之士指错。发布于 2022-02-16 07:57以太以太网(Ethernet)名词赞同添加评论分享喜欢收藏申请
以太真的存在吗? - 知乎
以太真的存在吗? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册物理学理论物理量子物理物理科普物理宇宙学以太真的存在吗?关注者66被浏览94,313关注问题写回答邀请回答好问题 11 条评论分享24 个回答默认排序盐选推荐知乎 官方账号 关注麦克斯韦本人在建立他的不朽的方程时,就假设了这个绝对空间的存在。对于麦克斯韦来说,你看,水波啊声音啊这些波,都需要一个介质在那里。水是水波的介质,或者说,水波是水振动的结果;空气是声音的介质,或者说,声音即声波是空气振动的结果。那么,电磁波不该是某种介质振动的结果吗?这是什么介质呢?就是传说中的以太。
我们来看看麦克斯韦在 1862 年发表的他的第一篇关于电磁理论的论文,这篇论文的标题是《论物理的力线》。这篇论文把物质中的磁场推广到以太。他觉得,磁场是以太这种特殊介质中的一排排漩涡。他利用以太可以简单地解释法拉第引进的「场」 的概念,完全类似我们研究介质时介质的特性,比如变形啊等等。
有了以太,就很好地解释了与以太相对静止的绝对空间。你看,在地球上,我们也觉得相对地球静止的空间很特殊,因为空气与地球是相对静止的。我不动的时候,不需要任何力量,可是我在空气跑动的时候,就感受到空气的阻力。
其实,麦克斯韦并不是第一个想到以太的人。以太这个概念,最早是由古希腊哲学家亚里士多德提出的。它是一种假想的物质,均匀地分布在宇宙中的每一个角落,而且始终保持绝对静止。由于它的密度很低,我们无法感受到它的存在。后来,法国哲学家笛卡尔给以太赋予了物理学的含义。他宣称,以太是用来传播光的东西。
众所周知,水波要靠水来传播,声波要靠空气来传播;要是没有水和空气,就不会有水波和声波。我们已经讲过,光本身也是一种波。那光要靠什么来传播呢?笛卡尔认为,传播光的东西就是以太。
以现在的眼光来看,以太其实是物理学史上最大的垃圾桶。在 20 世纪以前,凡是有解决不了的难题,人们都会用以太来解释它。比如说,以前的科学家都普遍相信,所谓的光速,其实就是光相对于以太参考系的速度。换句话说,那时的人们把以太当成一种绝对静止的存在;世界上一切物体的速度,都是它们相对于以太参考系的速度。
必须说,假想以太的存在,帮助了麦克斯韦找到了正确的电磁理论。但是你注意到没有,我们在第 10 节课中讲麦克斯韦理论的时候,并没有假定以太。其实,在现代所有电磁理论的课本中,也根本不会提到以太。为什么?
© 本内容版权为知乎及版权方所有,侵权必究编辑于 2024-03-11 17:43赞同 772 条评论分享收藏喜欢收起学贵有疑人贵有德人贵有德学贵有疑,欢迎批评 关注空间明显不是虚空的,而且由宇称不守恒现象可以推出空间的基本组成单元(空间基本量子)存在能量基态,所谓暗能量就是空间基本量子的基态能量,而所谓暗物质就是空间基本量子本身。如果以太和空间基本量子说的都是空间的基本组成单元。否定以太存在的逻辑是从否定以太风的存在开始,而所谓以太风这个观点是基于 运动的有质量物体与以太是可分的两个事物,这种逻辑忽略了一个重要的可能:有质量的物质其实也是空间基本量子的一种能量态而已,而有质量物质的运动其实也只是以空间基本量子为介质的能量波而已,没有东西真正穿越了空间,一切都是波。 质量只是能量的一种形式。在空间基本量子的假设下, 双缝干涉,电磁波的多普勒效应,引力波的本质,测不准的原因,对时间的定义等等这些问题都可有简单和清晰的解释。但对迈莫实验中相位差保持不变的现象无法解释,因为光路复杂,建议还是用单光子重新做一遍迈莫实验,分析实际光路。所谓波粒二象性中的粒子性只是因为波介质的离散性带来的假象,本质还是波。普朗克的实验其实已经发现空间是离散的了。而麦克斯韦对电磁波介质的认识已经非常接近了。而宇称不守恒现象几乎可推导出空间基本量子存在能量基态。因为运动的本质是波传导,测得到位置自然测不到精确的速度,测到的速度是传导速度自然也就测不到准确的位置,纯能量传导波是测不准最容易理解的原因。而基于空间基本量子全宇宙矩阵的变换的集合的映射来理解时间是定义清晰的,如果中间导入不同变换熵值,甚至可以建立起对时刻集合的双射。双缝实验的本质在于电子到达双缝前的传导是个满足某个概率函数的,可累积(可用卷积描述)随机的波传导,实际上电子在空间上造成的可卷积的随机振荡的涟漪对两条缝的激发源一侧的空间都存在影响,在两条缝的另一侧自然就可观察到干涉条纹了。多次单电子过单缝试验,实际过缝隙的是电子在空间中传导造成波动叠加,不同的涟漪波过缝自然会在缝隙粗糙的边缘反射出不同的波造成干涉,哪怕是单次单电子过单缝,只要试验足够灵敏,也应可观察到可能不那么明显的干涉,所以对单缝叠加实验也可以做类似的解释。发布于 2023-04-15 09:36赞同 2添加评论分享收藏喜欢
以太理论的发展历史与现代启示 - 知乎
以太理论的发展历史与现代启示 - 知乎切换模式写文章登录/注册以太理论的发展历史与现代启示Rick路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。零、前言 在电影《雷神2》中,奥丁口中的以太粒子——一种可以让宇宙重归黑暗的流体物质,吕克贝松执导的科幻电影《第五元素》,实际上都借鉴了物理学中的以太概念。以太是一古老的哲学概念它最早见于一例古希腊神话中相传它是暗神伊利波斯和夜神尼卡丝相伴生出的分管宇宙的精灵之气--宙斯神。古希腊时期‚伟大的思想家亚里士多德为了营造其庞大的自然哲学体系‚引入以太概念来奠基整个学说。经过中世纪的漫漫长夜后‚ 整个欧洲迎来了“英雄倍出”的文艺复兴.该时期的科学家迫不及待地挖掘整理古希腊文化瑰宝。他们像当初的亚里士多德那样信赖以太,也以之来建构近代物理学。从此,以太便与近代物理学的发展不可分割地联系起来。所以,研究以太在近代物理学中的地位了解以太对近代物理学的影响。对于从整体上把握近代物理学的发展将显得非常重要。一、以太理论的兴衰历史 前面我们提到,以太是一个古老的概念。对以太的理解是与人类对世界本原问题的探讨密切相关的。无限多样的物质世界有没有共同的本原? 如果有,这种共同的本原是什么?它们又是怎样组成物质世界的?这是古往今来许多学者一直在探讨的问题。(一)、编年史 在古希腊,以太是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质。古希腊人以其泛指青天或上层大气。在亚里士多德看来,物质元素除了水、火、气、土之外,还有一种居于天空上层的以太。17世纪的R.笛卡尔最先将以太引入科学 ,并赋予它某种力学性质。在笛卡尔看来,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。 后来,以太又在很大程度上作为光波的荷载物同光的波动学说相联系。由于光可以在真空中传播,因此惠更斯提出,荷载光波的媒介物质(以太)应该充满包括真空在内的全部空间,并能渗透到通常的物质之中。除了作为光波的荷载物以外,惠更斯也用以太来说明引力的现象 。 笛卡儿也利用了他提出的以太模型。人们在观察大自然时首先看到的是物体的下落.即引力问题。引力是如何传播的?笛卡儿提出了以太旋涡运动学说。他认为弥漫于空间的连绵体---以太在不停的运动中形成许多速度、密度不同的旋涡。旋涡间相互挤压传递作用.每个物体都是一个旋涡中心。重物体形成大旋涡,轻物体形成小旋涡。小旋涡总是靠近大旋涡。这种学说较好地解释了引力传播问题。荷兰C.惠更斯和英国R.胡克提倡光的波动说,他们都假定空间具有无所不在的以太,以此作为波动媒介。这时期的以太便称为“发光以太”或“光以太”。牛顿虽然不同意胡克的光波动学说,但他也像笛卡尔一样反对超距作用并承认以太的存在。在他看来,以太不一定是单一的物质,因而能传递各种作用,如产生电、磁和引力等不同的现象。 18世纪是以太论没落的时期。由于法国笛卡尔主义者拒绝引力的平方反比定律而使牛顿的追随者起来反对笛卡尔哲学体系,连同他倡导的以太论也在被反对之列。 18世纪后期,证实了电荷之间(以及磁极之间)的作用力同样是与距离平方成反比。于是电磁以太的概念亦被抛弃,超距作用的观点在电学中也占了主导地位 。 18世纪,波动说被放弃,微粒说占据上风。同时,万有引力被认为是超距作用的。整个18世纪,人们以为空间是空虚的。以太观念处于沉寂时期 。 19世纪,科学家逐步发现光是一种波,而生活中的波大多需要传播介质,受经典力学思想影响,以太论获得复兴和发展,首先是从光学开始的,这主要是T.杨在实验的启示下于1817年提出光波为横波的新观点,解决了波动说长期不能解释光的偏振现象的困难 。 19世纪中期曾进行了一些实验以求显示地球相对以太参考系运动所引起的效应,并由此测定地球相对以太参考系的速度v,但都得出否定的结果 。19世纪后期电磁学得到长驱发展。法拉第首先提出电磁以太论,使电磁学理论趋于形成。他认为电磁作用是由弥漫空间的以太传递的。以太由传递电磁作用的力线构成这些力线将电荷或磁体连接起来。沿力线方向有张力作用。在垂直力线方向有压力作用.后来‚他又提出电磁场的概念‚并把电磁场和电磁以太视为同一物。法拉第的电磁以太论是精僻的,但由于未能使之数学化,充分整理和规范大量电磁现象。而未完成电磁学大厦的建立工作。精通数学的麦克斯韦借鉴法拉第的以太思想建立了新的电磁以太模型。他认为电磁介质中充满着旋涡以太‚以太绕力线旋转‚形成涡元‚在涡元间有带电粒子当粒子偏离平衡位置后‚粒子和涡元间产生相互作用‚这种作用就是电磁作用的微 观表现。在此基础上他建立了麦克斯韦方程组‚统地概述了法拉第及其以前的电磁理论使电磁学理论得以成熟和完善(二)、经典事件还原1、迈克尔逊和莫雷以太风实验以太的经典研究方面,在19世纪中期,迈克耳孙莫雷曾进行了一些实验,以求显示地球相对以太参照系运动所引起的效应,并由此测定地球相对以太参照系的速度,但都得出否定的结果。这些实验结果可从菲涅耳理论得到解释,根据菲涅耳运动媒质中的光速公式,当实验精度只达到一定的量级时,地球相对以太参照系的速度在这些实验中不会表现出来,而当时的实验都未达到此精度。(1)、引言 十九世纪的最后一天,欧洲的科学家们欢聚一堂。会上,英国著名物理学家开尔文男爵发表了新年祝词,他在回顾物理学所取得的伟大成就时说:物理学的大厦已经落成,所剩的只是一些修饰工作,但是在经典物理学阳光灿烂的天空中,漂浮着两朵乌云。 第一朵是迈克耳逊 — 莫雷实验的结果。 第二朵则是黑体辐射和紫外灾难。1887年,迈克耳逊和莫雷决定测量在地球这个参考系下,光的传播速度(因为当时的人们认为:以太是不动的,地球是在动的,所以顺地球动的方向上的光速应该比逆地球动的方向上的光速快)。可是测量的结果令人大跌眼镜:不论在哪个方向上测量,光速都是不变的。当时的人们根本无法解释这样一个结果,所以它变成了物理学灿烂天空中的一朵乌云。迈克耳孙(旋转八面镜测量光速的经典实验铸就者)和莫雷本人不仅是一名测量专家,同时也是以太学说的坚定支持者,有趣的是,这个理应顺从他们心意实验最终却取得十分意外的结果。当时认为光的传播介质是“以太”。由此产生了一个新的问题:地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来,同时,它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生,引起人们去探讨“以太风”存在与否。迈克耳孙-莫雷实验就是在这个基础上进行的。(2)、实验过程1887年,阿尔贝特迈克尔逊和爱德华莫雷在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常仔细的实验。目的是测量地球在以太中的速度(即以太风的速度)。实验装置大致如下图所示:(3)、结论与后续实验结果震惊了全世界,在这种情况下,很难再保证以太风的存在,也使得两名实验者本人也无从表达。在1887年到1905年之间,人们曾经好几次企图去解释迈克尔逊莫雷实验。最著名的就是荷兰物理学家洛伦兹,他是依据以太存在,但是伽利略速度变换原理需要修改,从而引进了洛伦兹变变换。然而,一位迄至当时还不知名的瑞士专利局的职员阿尔贝特爱因斯坦,在1905年发表的一篇著名的论文中指出,只要人们愿意抛弃绝对时间的观念的话,整个以太的观念就是多余的。几个星期之后,一位法国最重要的数学家亨利庞加莱也提出类似的观点。爱因斯坦的论证比彭加勒的论证更接近物理,因为后者将此考虑为数学问题,也直接促成了狭义相对论的诞生,即光速不变性与物理定律在一切惯性参考系中都成立的狭义相对性原理。2、爱因斯坦与以太(1)、历史沿革洛伦兹认为光速不变,相信以太存在,但并不认可相对论。1920年,爱因斯坦在莱顿大学做了一个“以太与相对论”的报告,试图调和相对论和以太论。他指出,狭义相对论虽然不需要以太的概念,但是并未否定以太,而根据广义相对论,空间具有物理性质,在这个意义上,以太是存在的。他甚至说,根据广义相对论,没有以太的空间是无法想像的。但其实,爱因斯坦所说的“以太”其实指的就是是广义相对论中的度规场,并不具有物质性。最后爱因斯坦对以太做出了自己的评价:首先以太假说对引力理论和物理学的确完全没有带来任何一点进步,以致人们养成了一种习惯,把牛顿的引力定律当作不可再简约的公理来对待,但是以太假说势必要在物理学家的思想中继续不断的起作用,即使最初至多只是起一种潜在的作用。其实早在1902年,法国数学家亨利庞加莱已经开始极力质疑以太的存在。在《科学的假设》一书中,对绝对时空观和以太学说提出了尖锐的批判。并提出“相对性原理”,还在1905年基本完成了《电子的电动力学》,已经十分接近狭义相对论的本质。 而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,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莫雷结果是事实,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”说,开创了物理学的新时期。(2)、关于狭义相对论的产生狭义相对论(Special Theory of Relativity)是阿尔伯特·爱因斯坦在1905年发表的题为 《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。“狭义”表示它只适用于惯性参考系。这个理论的出发点是两条基本假设:狭义相对性原理和光速不变原理。狭义相对论是在光学和电动力学实验同经典物理学理论相“矛盾”的激励下产生的。1905年以前已经发现一些电磁现象与经典物理概念相“抵触”,它们是:①迈克尔逊-莫雷实验没有观测到地球相对于“以太”的运动,同经典物理学理论的“绝对时空”和“以太”概念产生矛盾。②运动物体的电磁感应现象表现出相对性——是磁体运动还是导体运动其效果一样。③电子的电荷与惯性质量之比(荷质比)随电子运动速度的增加而减小。此外,电磁规律(麦克斯韦方程组)在伽利略变换下不是不变的,即是说电磁定律不满足牛顿力学中的伽利略相对性原理。(3)、启示从爱因斯坦的相对论提出和以太的整个历程来看,物理学的发展可以说是十分曲折但又充满着魅力的。各个学派之间百家争鸣,纷纷提出自己的看法与见解,甚至能够持续几个世纪。再看到爱因斯坦,伟大是不言而喻的。可能是限于时代与科技发展等其他因素,以太欺骗了牛顿,但最终没有骗得了爱因斯坦。爱因斯坦以他无比的创造力与勇气,最终缔造了物理学史上里程碑式的理论——狭义相对论,并紧接着提出广义相对论,极大地推动了近代物理学的发展,其中的精神与品质十分值得我们学习。 二、以太理论对现代研究的启示那么对于广义相对论呢?北京大学教授曹昌琪先生说;"以太的某些精神(不存在超距作用,不存在绝对空虚意义上的真空)仍然活着并具有旺盛的生命力。" "真空不空"的观点已被人们有所认识了,只要不承认超距作用,就不能否定以太,而超距作用说早在场的观念建立之际就日趋衰败了。爱因斯坦说:"因为广义相对论排除直接的超距作用.每一种接触作用的理论都认定要连续场的;因而也就认定有一种以太存在."著名物理学家狄拉克在他的晚年致力于统一引力和电磁力理论的研究。他除了选择以太作为工作方向。而且他还认为,既然能在量子力学中引入测不准原理,那么在相对论中或许能引入测不准关系。这样,在宇宙中便会出现一中速度不确定的以太。这种以太的没一个确定的速度都对应和一个确定的几率。在这个基础上,他建立起一个以太速度场,从此出发企图在统一引力和电磁力方面有所进展。狄拉克忠告人们,以太概念并没有死掉,他还有其十分深厚的潜在价值。必须牢牢记住,这里还存在这一种可能。1978年3月,美国科学家缪勒宣布发现了新的以太漂移,即宇宙中的3k微波背景辐射。而物理学家皮克贝拉斯用“新以太漂移”这个词来描述该现象。姑且勿论新以太这个词是否恰当,观察已说明,弥漫宇宙、无所不在的物质是存在的,它们与地球的相对运动也是存在的。以太在沉寂了半个多世纪以后,又开始悄悄地回来了。只不过它不再是牛顿、笛卡尔他们想象中那种笨手笨脚的机械以太,而是更神奇更复杂的新式以太,其原因,就在于以太的物质性。我们至今仍很难描绘出它的全貌,还有待进一步探索。 总之,以太学说伴随着近代物理的诞生和进化‚在近代物理的发展中起着举足轻重的作用。它简直就像孙悟空的脑袋,长了砍、砍了长。怎么也不能斩尽杀绝。每砍一次就长出一个新头.。以太之所以总是被否定不掉,就在于其物质性。以太每长一次新头都有它新的内容,这些新的内容中还有哪些物理性质,还远没有弄清。这必将促使物理学家去探索。所以我们大可预言,物理学也将从此某个角度再次萌生枝条。参考资料:以太 百度百科李秉铎 《以太理论的兴衰》王小林《以太理论兴衰及其启示》知乎回答 @孙浩天编辑于 2022-05-01 22:36以太物理科普赞同 81 条评论分享喜欢收藏申请