以太

以太是光波动理论的副产品，是一个新词，是作为光波介质的名称而创造的，被认为是波传播所必需的介质（水代表水波，空气代表声音）。后来，约瑟夫·约翰·汤普森和麦克斯韦发展了这一点，并用来解释光和电磁现象，但最终发现以太并不存在，这后来促成了爱因斯坦相对论的创立。

最初，以太的概念出现在很多关于光的本质是波还是粒子的争论中，一般来说，以太是与光是波的论点一起被提及的媒介。艾萨克·牛顿在《原理》中指出，“所有空间都充满了不同密度的以太”，这被认为是试图解释远距离引力的作用。

后来托马斯·杨发现光的干涉现象后，光是波的说法成为主流，也因此很多人接受了以太的存在，模型开始出现，尤其是尝试解释光作为在以太中传播的波，假设以太是弹性固体，其中，麦卡拉认为以太具有旋转阻力和不可压缩的性质，这影响了后来汤姆森和麦克斯韦的以太模型。

“场”的概念是由迈克尔·法拉第提出的，受此影响，汤姆逊于 1841 年发表论文，表明静电问题中的力线在数学上等同于无限固体中的热流线，并于 1889 年，热传导现象和电问题 他提出了以太作为介质，通过关联来传递电磁现象的力学模型，这个模型几乎与麦克拉赫的模型相似，但增加了一个额外的解释，即它形成了四面体金字塔结构。

受法拉第和汤姆逊影响较大的麦克斯韦提出了一个非常复杂的机械以太模型来专门解释他的电磁现象方程组，麦克斯韦长期支持以太理论并坚持不懈，主要原因是这似乎是因为它使他们能够避免电磁现象远距离作用的神秘概念。

法拉第使用了两种场的表达方式，一种是力通过连续介质中的粒子传递，另一种是他使用力线。但是，他的理论没有解释力传递的机制。汤姆逊发展了以太麦克斯韦从法拉第场论中继承了连续介质论，而麦克斯韦则发展了以太粒子的物理模型，其中力的作用是通过一系列以太粒子传递的。因此，汤姆森和麦克斯韦都将以太力学理论应用到了场论中，更实际地发展了法拉第使用的概念。

汤普森在他1856年的论文中试图动态地解释物理场，他自己的热理论（用动态粒子运动解释热现象）和兰金理论（以太大气围绕粒子核的旋转运动这称为热）来解释法拉第发现的磁现象，换句话说，磁现象的传播方式和热现象一样（热量是传导的、凸面的），只不过传播的介质是一种叫做以太的特殊物质。汤普森并没有给出具体的说明。以太物理结构模型，但在 1850 年代末，他认为以太是一种流体，并支持“宇宙圆满理论”，该理论指出所有物质都是连续的，其性质是以太涡旋运动的结果。他的理论还解释说，物理场的相互作用是通过充满空间的以太来传递的，因此场的概念可以表达为以太连续体的运动。

汤普森发展了一种将以太视为连续体的理论来物理解释法拉第的“场”理论，而麦克斯韦则关注场和力线（力线）的几何意义，并发展了以太作为介质的物理模型首先，麦克斯韦认为，为了物理地表达场并承认其为现实，完整的以太的存在是不可避免的。他试图从力学的角度解释电磁场，结果，一个复杂而精密的以太模型诞生了，他提出了电磁力通过变形力传递的理论，当磁场被视为充满旋转涡流管的流体时，填充空间的以太由于变形而产生变形。到电磁现象。

他提出了一种独特的以太模型，其中以六边形蜂窝状涡流管为电磁介质，其周围有层状流轮，涡流管之间放置有充当流轮的粒子，因此每个涡流管都以相同方向旋转。麦克斯韦将以太称为细胞以太，并将整体形状表示为蜂巢，我看到相互作用是弹性的，每个细胞都被流轮的粒子包围着，所以如果细胞对应的涡旋角速度不同，轮子的粒子做平移运动。这些粒子的运动对应于非均匀磁场中电流的流动。这些粒子的运动使细胞扭曲，细胞的弹力产生一个力大小相等，作用方向相反，相当于静电场。麦克斯韦也把浮轮想象成一种带电粒子，电流就是带电粒子的流动，一般情况下，带电粒子只能在体内运动。也就是说，流轮可以通过旋转或直接移动来改变细胞的旋转，但直接移动是因为空间中存在导体等物质，但是由于细胞是弹性体，即使不是在导体内部，流轮可以移动一小段距离，同时引起细胞的扭曲，麦克斯韦利用这种效应来解释电磁感应，而这种即使在真空中也能发生的瞬时流动被称为“位移​​电流”。

然而，在上述模型首次提出时，旋转从浮轮粒子传递到细胞涡旋的机制尚不清楚，麦克斯韦在考虑这个问题的同时完善了力线（力线）理论，并由此而来他意外地将光与电磁理论结合起来，得到了结果，他计算了电位移在以太即电磁介质中以横向弹性波的形式传播的速度，发现结果等于光速。换句话说，光是由在同一介质中产生电磁现象的横波组成的。”这个结果说明了电磁介质和光介质是相同的，是以太理论的最大成就尽管电磁介质和光介质以太实际上并不存在，但由于以太理论，光学和电磁可以连接起来。

迈克尔逊-莫雷实验被认为是最著名的负面实验，该实验的主要设计者迈克尔逊是一位试图精确测量光速的美国实验物理学家，他支持以太的存在，而这个实验就是假设在恒定静止坐标系中光速为c = 300,000 km/s，地球以速度v运动。现已证明不存在。

基本上，由于地球绕着太阳转，所以它不可能是一个静止坐标系，根据上面的假设，以太是一个光速为c的静止坐标系，所以地球可以看作是一个坐标系相对于以太以速度v作匀速圆周运动。这个实验利用了光的两轴垂直交叉的干涉现象。一轴平行于地球运动方向，另一轴为垂直于地球运动方向，由于相位差周期性地发生和变化，因此干涉图样也应该周期性地变化。然而，与这种预期相反，干涉图样并没有出现任何变化，因此，存在以太被拒绝。