以太究竟是否存在？

1978年3月，美国的科学家谬勒宣布了一个“惊人”的消息：发现了新的以太漂移。这一消息立即引起了人们的关注，因为在这以前的近30年里，“以太不存在”的宣传不绝于耳，尤其是前些年，它又在我国国内的报告、杂志、科普读物、高校教材中反复出现，这一说法无疑在不少人（特别是学生们）的心目中视为理所当然的了。

以太到底是什么？究竟有没有以太存在？为此人们已争论了不知多少世纪了。

“以太”一词起源于古希腊，最初被指为青天和上层大气，在古宇宙学中有时又用以太来表示占据天体的空间的物质。

17世纪初文艺复兴时代，法国的一位数学家、物理学家和哲学家笛卡儿最先将以太引入科学，并赋予它某种力学性质。他把以太视为无所不在的物质。他认为：地球之所以绕太阳转，是因为它卷入了太阳周围的以太漩涡之中。

过了100年，英国的著名物理学家牛顿提出了另一种以太设想。他假设星际间有以太存在。对于一个天体来说，离开这个天体越远，以太的压力越大。因此，以太压力就把物体压向天体——这就是万有引力的原因。

可是，不管是漩涡以太说还是压力以太说，都经不起数学推导和实验验证，不久便没有人再提起它们了。十九世纪，主要是由于两位杰出的物理大师法拉第和麦克斯韦的功劳，提出了一套描写电磁现象的理论。按照这个理论，光、电磁波可以解释为以太的波动，犹如声音是空气的波动一样。如果你翻开那个时期的物理书刊，以太是一个经常讨论的东西。它充满整个宇宙，无所不包，无所不在，星球不过是在以太海洋中漂浮的小船。

20世纪初，物理学经历了一场惊心动魄的革命，引起这场革命的导火线之一，正是以太。1887年，美国研究光学的物理学家迈克尔逊和莫雷一起，利用他们自己设计的一架干涉仪想测量一下地球究竟以多大的速度在以太海洋中航行。使他们大吃一惊的是，竟然获得“地球与以太没有相对运动”的结论。1902年，屈劳顿和诺勃尔应用电容器探测地球相对于以太的运动，结果也没有发现以太的漂移。这件事在科学界引起了一场混乱。有人断言：“迈克尔逊—莫雷实验否定了以太的存在。”认为找不到地球相对于以太的运动，就等同于否定了弥漫宇宙、无所不在的物质。于是就把以太驱赶出宇宙，只允许地球在一无所有的空隙中运行。这一“以太不存在”的说法自此一直占上风，并盛行了半个多世纪。

应该指出：迈克尔逊—莫雷实验确实否定了一种“存在”，它否定了绝对参照系的存在。正是基于这一点，爱因斯坦指出光以太的引入是多余的。他抛弃了牛顿力学的时空观，并且作出了光速不变的假设以后，建立了“狭义相对论”，从根本上改变了牛顿物理学。至于“不作为绝对空间的以太是否存在？宇宙中是否存在没有以太的，一无所有的真空？”当时的爱因斯坦没有论及这些问题。一些物理书刊读物，包括一些大学“普通物理学”教材对此描述是有失偏颇的。

1970年，物理学家汉柯·图里勃洪完成了一项理论工作，结果表明，如果承认光速不变原理，那就完全没有理由说迈克尔逊—莫雷实验否定以太存在。当初有人得出相反的结论的依据不是来自物理学，而是来自哲学。物理学可从来没有证明这点，相反，它证明了真空也是物质的一种存在状态。1943年，物理学家们进一步发现，真空不但充满物质，而且还会由于外界电荷的影响，使真空物质的正负电荷偏离，这就是真空的极化。兰姆的微波氢原子光谱实验和日本的朝永振一郎的计算，都证实了这一点。可见，只要承认以太的物质性，它就不能被否定。爱因斯坦本人从来没有否定过以太，他指出，没有以太的虚空是不可以想象的，他多次强调真空不空。不过爱因斯坦说，以太不会由可以被观察到的微粒所组成。狄拉克也忠告物理学家，以太概念并没有死掉，但它不过是一个还未发现有什么用途的概念。近些年来，李政道亦指出，真空——以太有极其复杂的结构。本文开头提及的谬勒“发现了新的以太漂移”，是指宇宙学中的3K微波背景辐射。而物理学家皮克贝拉斯用“新以太漂移”这一个词来描述。姑且勿论新以太这个词是否恰当，观察已说明，弥漫宇宙、无所不在的物质是存在的，它们与地球的相对运动也是存在的。

以太被驱走了半个世纪后，又开始悄悄地回来了，不过已不再是牛顿、笛卡儿他们想象的那种笨手笨脚的机械以太，而是更神奇、更复杂的新式以太。我们至今还很难说清它的全貌。这还是有待于进一步探索的谜。