波動和以太#

波需要介質#

日常經驗告訴我們,波動離不開介質

  • 水波需要水
  • 聲波需要空氣
  • 沒有介質,波就無法傳播(真空中聽不到聲音)

既然光是電磁波,那它應該也需要一種介質來傳播——物理學家把這個假想的介質叫做以太(ether)

「以太」不是物理學家觀測到的東西,而是純粹為了回答「光速相對於誰」這個問題而發明出來的概念。

以太必須具備的矛盾屬性#

如果以太真的存在,它需要同時滿足以下條件:

  • 無處不在 —— 光能在宇宙任何地方傳播,所以以太必須充滿整個宇宙
  • 極其稀薄 —— 我們從未探測到它,說明它對物質幾乎沒有阻力
  • 極其堅硬 —— 波在介質中的傳播速度取決於介質的剛性;光速極快(30 萬公里/秒),說明以太的剛性必須極高

一種東西既要極其稀薄(感覺不到),又要極其堅硬(傳播速度極快),這本身就充滿了矛盾。以太假說從一開始就令人生疑。