以太是如何引入物理学的?
网友解答: 以太ether 或aether这个词是非常古老的,早在古希腊就产生了,后来被应用到光的波动理论。再后来,就像以太一样幽灵重现的是,爱因斯坦广义相对论里的宇宙学常数,但它后来竟
以太ether 或aether这个词是非常古老的,早在古希腊就产生了,后来被应用到光的波动理论。再后来,就像以太一样幽灵重现的是,爱因斯坦广义相对论里的宇宙学常数,但它后来竟然修成了正果(发现了宇宙加速膨胀)。
任何概念的发明,都是为了解决具体的科学问题。比如古希腊哲学里,以太这个词是指地球上土水气火四元素之外,存在于地球之外的第五种元素,也就是天球。日月星辰承载于不同的天球壳层上运行。为什么需要“以太”呢?因为古希腊哲学里有个概念“自然界害怕真空”,天球也不是真空,而是非常稀薄、透明,又能够传递运动的“以太”。这是地心说里。
地心说被推翻之后,作为第五元素的以太也就烟消云散了。不过在牛顿前后,牛顿时代,为了解释光的波动性,物理学家胡克、惠更斯又一次把“以太”概念请了回来,作为光波运动的载体。因为根据当时对机械波的理解,波动是需要载体的;显然最初是把光波当做了机械波的一种。为了解释光的各种性质,相应地也发展出来来多种以太物理模型。
当电磁波理论产生之后,光以太受到了怀疑,从而有了迈克尔逊-莫雷实验来检测光以太的存在性,尤其是相对论和量子力学诞生之后,人们对光的性质有了更多理解,光以太就被否定了——光可以在真空中传播,不需要介质!
网友解答:哲学界一直争论着宇宙本体是连续体(水火五行,以太,电磁场)还是颗粒体(基本粒子)。 物理学里面,粒子派一直无法对粒子的大小和相互作用力如何传播问题自圆其说(粒子不能有大小,力的传播需要连续介质);以太派无法解决以太本身就是绝对时空参考系问题(实验找不到)。
爱因斯坦用相对论时空协变度规解决了以太论存在绝对参考系问题,所以"场"的概念获得巨大成功。 时空中的每一个点赋予一个物理量就构成一个场。类似于以太,"场"无处不在,也就不存在纯粹的"真空"空间。每种基本物质对应一种场,物质粒子就是场的激发态(类似于海洋里的浪花),所谓"真空"就是没有激发态的场。
举个栗子,光就是电磁场,电磁场它无处不在,但是只有激发态才表现为光粒子。
不同物质场之间的相互作用表现为粒子之间相互作用,所以粒子论的问题也有了合理解决,一切似乎都很完美和谐(连续论似乎同化了粒子论)。。。。。。
但是,量子理论要求时空本身不连续!物理学赖以生存的美好的场论现在需要重新思考时空本质问题。