數理化通俗演義

第六十一回 小實驗捅破舊理論巧裁縫難補百衲衣——以太說的被否定

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上回說到普朗克等十多位物理學家在布魯塞爾高高興興地聚會,普朗克問愛因斯坦何不索性入夥,全力來攻量子論。愛因斯坦提醒他不要忘了物理學的天空上除“黑體輻射”外還飄著另一朵烏雲。

各位讀者,你知道這朵烏雲是什麽?這便是那個權威的“以太說”,突然遇到了挑戰。

原來自從牛頓創立經典力學之後,這物理學的大廈真是金碧輝煌,美妙至極,無以複加。難怪當年普朗克的老師都勸他再不要在物理研究上打什麽主意。牛頓力學是一把萬能鑰匙,好像凡自然界的現象都能用它一一解釋。你看偌大個宇宙都在牛頓的手中掌握,伸手一指,那隱匿極深的海王星就趕快前來報到;再掐指一算,外出七十六年的哈雷彗星也要按時回來複命。另一方麵,它又成功地解釋了我們生活中諸如拉車、走路、流水、刮風等小如雞毛蒜皮一樣的問題。於是力學的分支越來越多,如流體力學、剛體力學、彈性力學等等,人們也越來越願意把一切運動變化都歸結為簡單的力,如“化學親和力”“生命力”“光反射力”“電接觸力”等,仿佛世界上的一切都可以套用機械的力學來解釋了。

牛頓的“力”這樣神奇,那麽它通過什麽傳遞呢?推車得用手抓住車把,碧波**漾離不開水,聲波傳播離不開空氣。可是地球離太陽一億五千萬公裏,這之間既無水也無空氣,太陽通過什麽媒介來施展自己的引力呢?物理學家們又想出一個假設,說宇宙間充滿一種很稀薄的物質,天體或其他物體間的作用就靠它作媒介,笛卡爾借用古希臘的哲學名詞,叫它為“以太”。此說一起,許多難題果然迎刃而解,引力靠以太傳播自不必說,法拉第的電磁力也離不開它,麥克斯韋證明光也是一種電磁波,當然光的傳播也就離不開它了。更重要的是,以太的存在正好說明牛頓的絕對時空觀,有了這麽一個絕對靜止的以太才會有地球、太陽等一切相對於它的運動,要不那些星球的運動拿什麽來參照?以太成了十九世紀中期物理學家們最溫柔的保姆,成了他們可以信賴的上帝。