以太现象和本质

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本文立足于宇宙客观实际和符合逻辑规律,在否定一切超自然现象的前提下,假设以太存在;并从以太的产生、演变历史回顾,到对以太的性质描述,再用以太解释相关宇宙物理现象。本文建立的框架,只为将不合逻辑的思想成果,从根本上进行剖析;让人类从另外一个角度去客观科学的认识相关自然现象。

                                                          ——陈氏宇宙模型以太观

                                  陈军 于2020年11月21日上午讨论完毕(180 **** 8424)

 

关键字:以太、引力场、电磁场

       本文假设以太存在为前提,揭示以太具备的性质,由此解释和以太有直接关系的原子结构物质间的关系性质,以及由此衍生的引力场、电磁场、光等现象。

1. 概论

       懂物理知识体系的人,对“以太”应该并不陌生,关于它的故事从公元前500年左右开始一直延续至今,关于它的讨论一直是哲学和物理学泰斗们激烈争论的话题。本文为了让对物理学和理论物理发展史了解比较少的朋友,对本文所表述的内容框架有一个清晰的认识,下面先将以太的发展变化史按时间顺序和发展过程作必要的介绍。

       古希腊哲学家和原子论提出者:德谟克利特(公元前460年~公元前370年),他认为,万物的本原是原子和虚空。原子是不可再分的物质微粒,虚空是原子运动的场所。人们的认识是从事物中流射出来的原子形成的”影像”作用于人们的感官与心灵而产生的。

       宇宙的一切事物都是由在虚空中运动着的原子构成。所为事物的产生就是原子的结合。原子处在永恒的运动之中,即运动为原子本身所固有。虚空是绝对的空无,是原子运动的场所。原子叫做存在,虚空叫做非存在,但非存在不等于不存在,只是相对于由充实的原子而言,虚空是没有充实性的。所以非存在与存在都是实在的。世界是由原子在虚空的漩涡运动中产生的。宇宙中有无数个世界在不断的生成与灭亡。人所存在的世界,无非是其中正在变化的一个。所以他声称:人是一个小宇宙。

(上两段部分360百科词条德谟克利特https://baike.so.com/doc/6274816-6488243.html

       古希腊伟大的哲学家,也是整个西方文化中最伟大的哲学家思想家之一:柏拉图(公元前427年~公元前347年),他认为,宇宙是由水、火、土、气、以太,这五种元素构成的。后世的以太虽然和柏拉图的理解有一定的差异,但“以太”这个名词就此诞生。

       亚里士多德(公元前384年~公元前322),古代先哲,古希腊人,世界古代史上伟大的哲学家科学家教育家之一,堪称希腊哲学的集大成者。他是柏拉图的学生,也是亚历山大的老师。他认为,自然界不可有虚空,天体之间充满了以太,以太具备弥散在整个空间的能力,是一种连续介质,不存在绝对虚空等基本观点。亚里士多德是西方确立‘以太’的第一人,他提出了关于以太性质的最基本的猜想。

       勒内·笛卡尔(1596年~1650年)是世界著名的法国哲学家、数学家、物理学家。他对现代数学的发展做出了重要的贡献,因将几何坐标体系公式化而被认为是解析几何之父。他还是西方现代哲学思想的奠基人,是近代唯物论的开拓者且提出了”普遍怀疑”的主张。黑格尔称他为”现代哲学之父”。他的哲学思想深深影响了之后的几代欧洲人,开拓了所谓”欧陆理性主义”哲学。堪称17世纪的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一,被誉为”近代科学的始祖”。

       笛卡尔是将以太引入物理学并赋予以太一定力学性质的第一人。他在1644年发表的《哲学原理》中引用了以太的概念,描述以太是“一种看不见、摸不着、连续的、可压缩的媒介物质”;物体之间的相互作用力必须通过中间媒介以太传递,不存在超距作用;空间充满以太,不存在空无一物的空间。笛卡尔进一步形成了“以太-旋涡”理论,排除了“神”作用。

       笛卡尔建立的以太理论,为牛顿的万有引力的诞生起到了思想启蒙作用,但是,牛顿于1687年发表的《自然哲学之数学原理》提出的万有引力,却使以太理论首次受到了打击。

       艾萨克·牛顿(1643年~1727年)爵士英国皇家学会会长,英国著名的物理学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。1693年,牛顿在给本特利(1662年~1742年)的信中提及,“没有其他东西作为媒介,一个物体可以超越距离,通过真空对另一个物体产生作用……在我看来这种思想是极荒谬的……”。这算是牛顿对万有引力“隔空传力”的反省。

       以太在光现象中的发展,胡克(1635年~1703年)和惠更斯(1629年~1695年)认为光的本性是波,光有不同验收的原因是波振动频率不同产生的现象。由于牛顿支撑光的微粒说,当时人们比较崇拜牛顿,导致在当时光的微粒说压倒了波动说。

       托马斯·杨(1773年~1829年)于1807年设计了著名的双缝干涉实验,又推动了光的波动说。

       菲涅耳(1788年~1827年)法国土木工程师,物理学家,波动光学的奠基人之一。他的主要成就大多集中在光学的衍射偏振方面。他的研究工作的特点是:精心设计实验,并将实验结果和波动说理论进行比较,进而建立完善的理论,再由实验和计算加以验证。可以说他的一生,为波动光学从实验到理论的建立起了不可磨灭的作用。至此,光的性质定义为横波,光速度达到了3×108米每秒。

       然而,无处不在且坚硬的以太,不能阻挡来自遥远星系的星光来到地球,这是难以置信的。一直到人们认识到光的本质是电磁波,这一基础问题才在电磁学和电动力学的框架下得以解决。

       法拉第(1791年~1867年)提出“场”的概念:一种无处不在的、没有质量的弹性以太,标志以太进入电磁学。

       麦克斯韦(1831年〜1879年),出生于苏格兰爱丁堡,英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人,统计物理学的奠基人之一。他于1865年预言光的本质是电磁波。

       赫兹(1857年〜1894年),德国物理学家,于1888年首先证实了电磁波的存在。并对电磁学有很大的贡献,故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。

       1886年,赫兹经过反复实验,发明了一种电波环,用这种电波环作了一系列的实验,终于在1888年发现了人们怀疑和期待已久的电磁波。赫兹的实验公布后,轰动了全世界的科学界,由法拉第开创、麦克斯韦总结的电磁理论,至此取得了决定性的胜利。麦克斯韦的伟大遗愿终于实现了。

       赫兹发现了电磁波,并确立了承载光波的介质以太就是电磁波以太的理论观点。

       以太在经典物理学中的核心内涵有三:绝对静止参考系,传递相互作用的介质,承载电磁波的介质。至此以太论在物理理论发展史达到了巅峰,但是好景不长,由一个实验导致了以太在经典物理学中的“终结”,这个实验就是迈克尔逊-莫雷实验。

       迈克尔逊-莫雷实验,是迈克尔逊(1852年〜1931年)和莫雷(1838年〜1923年)于1887年在德国用迈克尔逊干涉仪进行测量两垂直光的光速差值的一项著名物理实验。但结果证明光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的,由此确定了光速不变原理

       迈克尔逊-莫雷实验的原理及问题,笔者已经在论文《论迈克尔干涉仪产生干涉的条件》中进行了全面的分析,此处从略,有兴趣的朋友去自行检索了解。

       笔者先把迈克尔逊-莫雷实验的实验设想表述出来:他们认为既然存在以太,则当地球绕太阳公转而穿过以太时,在地球通过以太运动的方向测量的光速(当仪器相对光源直线运动时)应该大于在与运动垂直方向测量的光速(当仪器垂直光源直线运动时)。两路光有了速度差,在末端同路时就会产生干涉效果,通过测量干涉条纹的多少就能间接计算地球在以太中的速度(即地球以太风的速度)。

       这个实验原理本身就比较绕脑,为什么呢?因为这个实验不是直接测量两路光的速度,而是利用两路光会不会产生干涉现象,来间接证明这个速度差是否存在。迈克尔逊和莫雷认为:1、两路光速度不同,就应该产生干涉现象;2、如果没有产生明显的干涉现象,就间接证明两路光速是相等的;3、两路光速相等,就证明了以太不存在。

       对于第1条,笔者要反问光速度不同,就一定产生干涉现象吗?现行理论有不同色光在玻璃中的速度是不一样的,红光速度最大,紫光速度最小。请问:白光射入玻璃后,为什么没有产生干涉现象?

       对于第2条,笔者要反问如果没有产生干涉现象,就能够间接证明两路光速是相等的吗?先不说白光射入玻璃后,没有产生干涉现象,已经证明了不同色光速度应该是相等的的反例。再从光的干涉现象产生的条件来说,干涉产生条件也并不是由两路光光速不同决定,而是由两路光的光程差决定的。

       对于第3条,笔者认为智商被严重挑衅,为什么这么说呢?举两个最简单的例子:(1)宏观物体运动会受到空气的影响这一点毋庸置疑;当一点风也没有时,在同一水平高度,两颗性质完全一样的两颗速度方向垂直速率相等的子弹,二者速率一样能够证明没有空气吗?当然不能,只能证明空气没有运动而没有起“风”。(2)匀速行驶的密闭小车,内部不会受到小车外部“风”的影响,车内没有风能够证明车内没有空气吗?当然不能,只能证明车内空气随车运动而没有在车内起“风”。同理,在迈克尔逊-莫雷实验里,就算测出两路光速相等,也最多证明“地球表面不存在以太风”,而不能证明“以太不存在”。

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