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17世纪法国哲学家、数学家、物理学家勒内·笛卡尔(1596年3月31日-1650年2月11日)最先将以太引入科学,并赋予它某种力学性质。在笛卡尔看来,物体之间的所有作用力都必须通过某种中间媒介物质来传递,不存在任何超距作用。因此,空间不可能是空无一物的,它被以太这种媒介物质所充满。

后来,以太又在很大程度上作为光波的荷载物同光的波动学说相联系。荷兰物理学家、天文学家、数学家克里斯蒂安·惠更斯(1629年04月14日—1695年07月08日)和英国博物学家、发明家罗伯特·胡克(1635年7月18日-1703年3月3日)都提倡光的波动说,他们假定空间具有无所不在的以太,以此作为波动媒介,这时期的以太便称为“发光以太”或“光以太”。

英国著名的物理学家、数学家艾萨克·牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)虽然在光学上提倡微粒说,但他也借助以太的稀疏和压缩来解释光的反射和折射,甚至假想以太是造成引力作用的可能原因。

到了19世纪,以太观念在光的波动说理论中真正展现威力。1825年前后,英国医生、物理学家托马斯·杨(1773年06月13日-1829年05月10日)和法国物理学家奥古斯丁·让·菲涅耳(1788年5月10日-1827年7月14日)扭转了牛顿后光的微粒说占优势的局面,提出了升级版的光的波动说理论,以波动说成功地解释了光的干涉、衍射、双折射、偏振,甚至光的直线传播现象。鉴于光的波动说需要传播光的媒介,因此,19世纪大多数物理学家相信光波传播媒介以太的存在。

随着英国物理学家、化学家迈克尔·法拉第(1791年9月22日~1867年8月25日)和英国苏格兰的物理学家、数学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(1831年6月13日—1879年11月5日)电磁理论的逐渐成熟,以太概念在电磁学中也获得了地位,被成为电磁以太。1831年,法拉第关于电磁感应实验的成功,促使他建立了电磁力线的概念,并以此概念解释电、磁及其彼此感应的作用,后来,他又提出了电场、磁场和力线场的概念。19世纪60年代,麦克斯韦提出位移电流的概念,借用以太观念成功地将法拉第的电磁力线表述为一组数学方程式,建立了名闻天下的麦克斯韦方程组。

在导出麦克斯韦方程组时,麦克斯韦曾提出,磁感应强度就是以太速度;以太绕磁力线转动形成带电涡元;甚至将他的位移电流概念从绝缘体推广到以太范围。从麦克斯韦方程组中可以导出,电磁扰动的传播速度与已知的光速在实验误差范围内是一致的,因此,麦克斯韦在指出电磁扰动的传播与光传播的相似之后写道:“光就是产生电磁现象的媒质(以太)的横振动,传播电磁与传播光只不过是同一种介质而已。”1888年,德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹(1857年2月22日-1894年1月1日)以实验证明电磁扰动的传播及其速度,也即发现了电磁波的真实存在,这个事实曾一度被人们理解为证实以太存在的决定性实验。

以太的概念实际上代表了经典物理学的观点:电磁波的传播需要一个“绝对静止”的参考系,当参考系改变,光速也改变。这个“绝对静止系”就是“以太系”,其他惯性系的观察者所测量到的光速,应该是“以太系”的光速与这个观察者在“以太系”上的速度之矢量和。

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