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第二十八节 以太何处觅，何处无以太？
谭暑生教授于1999年在潜科学丛书《科学前沿集》中发表了《以太何处觅，何处无以太？》一文。意思是以太到什么地方去找？什么地方又没有以太？ 我们知道，麦克斯韦方程需要一个静止以太坐标系。有人会问：以太不是被迈克尔逊——莫雷试验否定了的吗？其实这一否定是毫无道理的。 用以太对光呈固态来解释迈克尔逊——莫雷试验非常简单。这就是光在以太里的传播就象在固体中传播一样。由于以太对光没有任何流动，迈莫试验的设计思想就不对，迈莫试验的设计思想是以太对光有流动。所以迈莫试验的零结果就是必然的。不是地球拖曳以太一起走，而是光和以太一起走。因为以太对光呈固态和光和以太一起走没有什么区别。 历史上很早就有人根据光是横波和只有固体才有剪切模量而产生和传播横波，提出以太是固体的观点。但是他们认为以太是固体，以太对一切物体都是固体，地球怎么能在固体中运动呢？ 这是固体不变论的思想。这种思想是不对的。因为意大利科学家已经证明水对低频超声波呈流体，而对频率很高的超声波呈固体。 以太为什么对光呈固态？因为光的速度极快，还没有等到以太的流动性体现出来，光早已经传播过去了。其实频率很高的超声波也就是对水作用的速度极快。因此，以太对光呈固态，对地球等物体呈流体是说得通的。 于是，从光行差现象看来，地球在静止的以太中穿梭，在迈莫试验中，光走以太的固体通道，地球走以太的流动通道，也就是说地球照样在静止的以太中穿梭。光行差现象和迈克尔逊——莫雷试验之间没有任何矛盾，根本就不能否定以太！ 那么静止以太坐标系是不是真的存在的呢？它又存在于什么地方呢？这是人们普遍关心的问题。迈克尔逊曾经就设计了探测以太风的实验。但失败了，他为此泄气，不打算继续做这个实验。但是瑞利勋爵、开尔文勋爵和洛仑兹却鼓励和催促他进一步做实验。后来他同莫雷合作于1887年7月，完成了现在闻名世界的实验。但是得到的结果仍然是零。他们对这一实验结果感到十分失望，原来打算在不同季节继续实验的想法也取消了。迈克尔逊为这个试验导出相对论这个怪物而遗憾终身。虽然地球带动的以太风不存在，但以太既然存在，它毕竟会有其它的蛛丝马迹。 以太存在的第一个蛛丝马迹是从液氦-4的超流中发现的。即当容器缓慢旋转时，其中的超流部分不会随之转动，也不是相对于随地球自转的实验室静止，而是相对于恒星保持静止，不管时间多长情况始终不变。 1967年美国斯坦福大学的乔治.希思等人做了一个试验：为了保证容器中所有的液体都旋转，他们在超流发生之前就开始转动容器，然后慢慢冷冻到临界温度以下，超流在缓慢旋转的容器中形成了，但仍然是相对于恒星保持静止。 为什么是这样的呢？因为空间中存在以太，超流液氦- 4虽然沿没有粘滞阻力，但能带着以太旋转，从而将其角动传递给以太，最终使得它与超流液氦- 4保持静止。由光行差现象可知，以太正好是相对于恒星（如太阳）保持静止的，这就是以太静止参考系。也就是说超流也是相对以太静止参考系保持静止的。这就是以太的第一个蛛丝马迹。正是“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫。 以太的第二个蛛丝马迹就是2.7K宇宙背景辐射。宇宙背景辐射是美国科学家彭齐斯和威尔逊于1965 年发现的。近几年的研究证实，背景辐射严格地各向同性的情况只存在于一个惯性系中，在相对它运动的任何其他惯性参考系中显示出辐射温度的方向变化。尽管微波背景辐射具有极高度的各向同性，但也有很小各向异性。在小到几十弧分的范围内，辐射强度的起伏小于0.2－0.3％；沿天球各个不同方向，辐射强度的涨落小于0.3％。 R.A.缪勒（R.A.Muller）等在《宇宙背景辐射与新以太漂移实验》一文中谈到20世纪70年代以来的研究工作。他们通过对宇宙背景辐射所做的仔细测量表明，其在一特定方向上与其它方向之间的温度存在约10-3K的微小变化，排除各种可能的原因之后，他们认为这一差异只能是由于地球与它所处的太阳系以约公里／秒的绝对速度向着狮子座α星方向运动所产生的多普勒效应所引起的。宇宙背景辐射正是以太的体现。测量从各个方向到达地球的宇宙背景辐射温度的微小偏离，得到我们的地球穿过这个“宇宙背景”的绝对运动速度大约为 400 公里／秒。正是这个速度被称为“新以太漂移”， 这就是以太的第二个蛛丝马迹。 |