什么是以太

什么是以太

以太是一种物质，可以是明物质，也可以是暗物质，是以光子信息为代表的物质，是光子传播必须的一种介质。

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。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（Edward Morley）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。