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以太理论的体系

内容提要：以太理论的体系分为两个部分，第一部分是基本假设，把以太当作光的媒介，并假设以太的各种性质与空气相似，第二部分是以基本假设为前提的推论，推论的方法是与空气进行比较，一般情况下，只有空气具有的性质或功能以太才具有，如果只有以太才具有的功能，指出了所必需的条件。

关键词：以太，空气，声波，光波，理论体系

基本假设

“真空不空”是科学界的共识，但是，真空是由什么构成的？不同的理论却有着不同的答案。以太论认为：真空中充满了以太粒子，它是光波的媒介，在地球附近，对以太粒子所构成的以太气体的基本假设如下：

基本性质的假设

密度ρ=1.26×10-6kg/m3，其根据是：麦克斯韦引入B=μ0H时，就定义μ0为以太的密度，或者说，真空磁导率与以太密度的物理意义相同、数值相等；

温度T=2.73K，其根据是：假设宇宙背景辐射就是以太气体的辐射；

比热比γ=5/3，其根据是：假设以太粒子的自由度为3；

压强P=6.78×1010Pa，是根据以上三个参数和光波的速度计算出来的，空气的压强是由于地球的引力，而以太的压强很可能是由于巨引源（指的是本超星系团中心）的引力。

拖曳性质的假设

物体对以太气体的拖曳可分为三种：

表面拖曳，空气随地球表面转动就是由于地表拖曳的结果，但是，假设以太气体的粘度系数很小，物体表面对以太的拖曳就可以忽略，例如，洛奇的钢盘拖曳实验；

内部拖曳，假设物体对以太气体的拖曳是由原子核和电子产生的，那么，物体内部对以太拖曳与物体的性质有关，斐索流水实验证明，物体内部对以太的拖曳系数k与物体的折射率n的关系可表示为：k=1-1/n2；

引力拖曳，空气跟随地球绕太阳运动就是引力拖曳的结果。假设引力对以太的拖曳程度与物体的质量成正比，那么，如果地球引力的有效拖曳范围为1000万千米，太阳对以太气体的有效拖曳范围就是0.35光年，但1000千克重的物体对以太的引力拖曳有效距离只有1飞米。地球引力拖曳着以太绕太阳运动，与一根棍子搅动一缸水作涡旋运动的过程类似，都是长时间拖曳的结果。引力拖曳假设是本文的独创，先贤们从未提出过引力拖曳，因为他们相信以太没有质量，或者说引力对以太不起作用。

与微观粒子相互作用的假设

假设微观粒子在以太气体中的振动可以导致以太气体的波动，从而产生光波，与宏观物在空气中振动产生声波的原理是一样的；

假设微观粒子在以太气体中运动时存在阻力，与宏观物体在空气中运动时完全一样，当粒子（或物体）的速度接近介质的波速时，会产生激波，并附着于粒子（或物体）的表面；

假设以太气体中的波动也会对微观粒子产生影响，使微观粒子的振动与以太气体中的波动同步，与麦克风的原理类似。

总之，所有关于以太的假设，都是根据空气的性质作出的，或者说，空气所具有的性质，以太也具有，只是参数有所不同。

根据假设所得出的推论

大气层内的以太相对地表静止

由于大气相对地表是静止的，因此，可以假设大气层内的以太相对地表也是静止的，这个假设已经得到迈克尔逊—莫雷实验的证明。光行差现象并不能否定大气层内的以太相对地表静止，因为相对静止的以太与相对运动的以太相比，前者只占很小的比例。如果把实验装置放在移动的列车上或外太空，就很可能发现以太的运动。

历史上的错误假设

以太是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质，并假设它无所不在，没有质量，绝对静止。

就是因为“没有质量、绝对静止”这两个假设，把以太推向了被否定的命运，因为根据这两个假设所得出的推论往往是相互矛盾的。

首先，既然以太是一种物质，那么，它就不可能没有质量，自然界中不存在没有质量的物质；

其次，自然界中没有绝对静止的物质，任何物质必然会受到其他物质的引力，只要物质受到的合力不为零，物质就不可能绝对静止。

地球以30km/s的速度在以太中穿梭就是这种错误假设下的推论。

为什么科学家们承认错误的假设

1543年，波兰天文学家尼古拉·哥白尼发表了《天体运行论》提出了日心说；

1687年?，牛顿出版了《数学的自然哲学理论》，提出了万有引力定律，这一理论最终确定了日心说的正确性；?

1729年，布拉德雷发现光行差现象，如果假设以太相对太阳静止，地球相对以太以30km/s的速度运动，可以较好地解释它；

1882年，罗马教皇宣布承认日心说；

1887年，迈克尔逊和莫雷完成实验，目的就是测量地球在以太中的速度。

科学发展的轨迹是螺旋形的，是波浪式的前进，任何假说都存在时代的限制。

大气层内以太相对静止的条件

如果大气层内的以太保持相对地表静止，必须满足两个条件：第一，引力可以大范围拖曳以太，使地球周围的以太与地心系保持静止，第二，空气可以完全拖曳以太。第一个条件是符合本文假设的，但是，20世纪以前的科学家为什么不考虑引力拖曳呢？因为他们假设以太的质量为零，引力不起作用。对于第二