【导语】宇宙浩瀚无垠，总让人充满好奇。人类对于宇宙的探知从未停止过。宇宙是怎么来的？宇宙中蕴藏着怎么样的秘密？等等一系列疑问总是困扰着我们。就让我们怀着求知的好奇心共同去探索吧。
【本期话题】
作者：宋景岩 宋歧隽
2.3 现代物理学中的以太观
2.3.1以太理论的没落
在科学史上，以太是无数先贤所认可和研究的对象，众多经典物理理论是建立在“以太存在”的基础上，但由于当时物理学界对以太的物理属性的认识不正确和不统一，以太充满太空，看不见，摸不着，但它必须异常坚硬、富有弹性、
相互排斥拥有极大的内压，才能承载高速传递的光波，并具有异常流动性，而不致妨碍任何物体的运动，以太不同于普通物质的怪异特性受到了光的粒子学派的攻击，一定程度也被光的波动阵营所嫌弃。人们感到如果假定以太不存在，一些物理现象和物理规律更容易理解和解释，加之物理学界的门派争斗，渐渐地，主流理论界以莫须有的理由抛弃了以太。
以太理论的没落，起源于经典物理理论上空的两片乌云，这两片乌云也促成了相对论和量子力学的产生。
一是迈克尔逊、莫雷实验零结果。20世纪之前近在三百年的时间，主流科学界相信以太的存在，就像今天人们相信暗物质存在一样，想通过实验证实以太的存在。迈克尔逊、莫雷以以太绝对静止为假设前提，将以太作为绝对参照系，地球相对以太的运动速度就是地球的绝对速度，利用地球的绝对运动的速度和光速在方向上的不同，应该在所设计的迈克尔逊干涉仪实验中得到某种预期的结果，从而求得地球相对于以太的绝对速度，但实验未发现何结果。尽管迈克尔逊在1881年的实验报告中声称，他的实验证明菲涅耳的静止以太说是错误的，斯托克斯的理论是正确的。但迈克尔逊-莫雷实验仍然被以太论的反对者作为以太不存在的证明，爱因斯坦提出迈克尔逊-莫雷实验证明绝对参照系是不存在的，不存在优先的参照系，所有参照系都是平等的，可以设定以太不存在，爱因斯坦在他的光速不变的假设基础上提出狭义相对论。
值得一提的是，迈克尔逊曾不无懊悔地对爱因斯坦说，他没想到他的实验会引出相对论这个“怪物”。他在晚年说到“可爱的以太现在已被人们抛弃了，但我个人却仍然相信它。” 他在1927年的一本书中写道，相对论虽已被普遍接受，但他个人还保持怀疑。同样，麦克斯韦至死坚持以太的存在：“不论以太的构成问题上我们遇到什么样的困难，但毫无疑问，在行星间或星际的空间中必定充满了某种物质”。
二是黑体辐射问题。普朗克用能量子的概念成功解释了黑体辐射问题，爱因斯坦受此启发引入了光量子的概念，也“成功”地解释了光电效应。因为那时的以太理论学者大都认为光的能量与光强有关（事实上光的能量与频率正相关），但在光电效应中增加光的强度并不一定能产生光电效应，爱因斯坦认为光量子的频率越大能量越大，一定频率的光量子把电子“撞”出来是产生光电效应的原因，
“光量子”的概念“成功”地解释光电效应（爱因斯坦因此获得诺贝尔奖）。
量子力学的理论也是建立在“空间是虚空”的基础上，善辨的哥本哈根学派提出光量子具有“波粒二象性”，一下子掩饰光的粒子学派理论中存在的所有问题，加之量子力学在亚原子领域取得了一系列的发现和突破，量子力学的先驱们用电荷吸引、排斥等超距作用的思想来解释各种微观领域的现象，并用各种场论来掩盖量子力学中所有超距作用的问题，光的波动派日渐势微，光的波动派被打败，随之以太也基本退出了历史舞台。有人的地方就有江湖，科学理论领域依然是成王败寇，随着相对论和量子力学的光环和荣耀的增长，成为绝对的权威理论，作为反方的以太理论在主流科学研究中再无立足之地，基本被雪藏了。
2.3.2相对论中的以太观
以太理论的核心内涵是真空不空，不存在绝对的虚空，不存在力的超距作用，这些核心思想即使在否定以太存在为前提而建立的相对论和量子力学的理论中，也能直接或间接看到以太的身影。
狭义相对论建立的前提是“光速不变原理”，我们都在知道振动波在同一介质中传播的速度不变，与振动源的运动状态无关，迈克尔逊.莫雷实验只是证明了以太的流动性而非绝对静止的，如果以太是绝对静止的，身在其中的所有物体也将被其牢牢地卡死，物体是不可能穿越以太而产生任何运动。不存在相对任何物体光的速度都不变的原理，这不符合客观现实，也不符合基本逻辑，以此所做的推论都是光怪离奇的。麦克斯韦从他的方程组里算出了电磁波的速度，就是以太振动波在以太中的传播速度，光速不变只是在同一以太空间内的传播速度不变，恰好证明空间中充满以太，如果真空是一种虚空，那么虚空中的距离是没有任何意义的，也是无法测量的，哪来的不变的光速C。麦克斯韦方程组建立的基础是以太空间，这个基础后来竟被相对论的追随者们强制地剥夺了。
广义相对论的核心观点是“引力是有质量物体使空间弯曲产生的效应”，弯曲作为物质实体的一种表象形式，只有对物质才能描绘意义，空间弯曲的提前是空间必需是物理实在的，如果空间是空无一物的虚空，弯曲是毫无意义的。空间是由以太构成，天体的引力改变了其周围空间以太的密度，光掠过天体周围密度不均匀的以太时，光的传播路径产生弯曲，空间弯曲暗寓着以太空间的实体密度
受天体引力影响而不均匀，光在不均匀媒质中将因折射而传播路径弯曲，这样对广义相对论解释，逻辑上才能通得过。
1921年，爱因斯坦宣布“但是，否认以太的存在，意味着承认空虚的空间绝对没有任何物理物质，这种见解不符合力学的基本事实……为了至少能够在形式上把体系的转动看成某种实在的东西，牛顿就把空间客观化了。既然他认为他的绝对空间是实在的东西，那么在他看来，相对于一个绝对空间的转动也就该是某种实在的东西了。牛顿同样也可以恰当的把他的绝对空间叫做以太。”“狭义相对论并不一定要求否定以太，可以假定有以太存在，只是必须不再认为它是确定的运动状态……狭义相对论不允许我们假定以太是由那些可以随时间追踪下去的粒子所构成的，但是以太假说本身同狭义相对论并不抵触，只要我们当心不要把运动状态强加给以太就行了。”
后半生一直致力于大统一理论研究的爱因斯坦开始自我反省，并从不同角度重新审视了以太，他在《相对论侧记》中写道：“有大量的论据可以支持以太假说，否认以太的存在其实就是假设真空当中没有任何物理性质，力学的基本事实与这种观点不符。根据广义相对论，空间被赋予了物理性质，因此在这个意义上存在着以太。”爱因斯坦在他的《论以太》一文中多次提到“狭义相对论以太”和“广义相对论以太”，他断言“理论物理学决不能没有以太，即具有物理性质的连续场，因为广义相对论排除直接的超距作用。然而每种接触作用的理论都认定要连续场的，因此也就认定有一个以太存在。”爱因斯坦所讲空间的性质就是以太，他认为，不去谈什么以太，而来谈空间的性质也是一样的，狭义相对论中的以太也是绝对的，因为它把以太对物体惯性和对光的传播的影响看成与任何物理影响无关。按照狭义相对论物体的几何性质不但受到动力学的影响，而且还要受到以太的影响，否则“尺缩、钟慢、质增”等相对论效应也成为无源之水。引力场是空间的本体，空间内则充满着均匀的以太，电磁波在均匀的以太中以恒定的光速传播。广义相对论的以太既不同与经典力学的以太，也不同与狭义相对论的以太，广义相对论的以太是这样的一种媒质，它本身完全没有一切力学的和运动学的性质， 但它却参与对力学和电磁学事件的决定。“如果宇宙是封闭的， 空间是有限的，则以太性质的规定是完备的。”
爱因斯坦说“依照广义相对论，空间已经被赋予物理性质，因此，在这种意
义上，存在着一种以太。依照广义相对论，一个没有以太的空间是不可思议的，因为在这样的空间里，不但光不能传播，而且量杆和时钟也不可能存在，因此也就没有物理意义上的空间和时间间隔。”爱因斯坦认为：“空间、以太、真空和场指的是同一物理实在，只是名称不同而已。”至少在对空间的认识上，晚年的爱因斯坦重新回到亚里斯多德的立场上。
有人把当代物理学领域两个炽热的假设物质“暗物质、暗能量”看成一种新型以太，但暗物质和暗能量的核心价值与以太恰恰是相反的。
暗物质是现有主流引力理论（包括牛顿万有引力和广义相对论）所计算的结论与实际星系中天体的运动不符，但又不愿承认现有主流引力理论的错误或是有局限性的，必需凭空增加一种假设物质来维护主流引力理论的正确性，而人为制造出来的。历史总是那样相似地演绎着，当一种理论成为绝对权威时，就会变成一个打着科学幌子的宗教信仰，人们也丧失了科学精神，当人们无论上天（发射卫星）入地（地下矿洞）找了近百年也不见暗物质的踪影，对其“不与光发生作用仅有引力作用”物理属性的设定也是让人摸不着头脑，暗物质仅仅是要维护主流权威引力理论的正确性而主观臆断性地存在，但这种存在是对科学进步生产多么大的阻碍！暗物质作为权威理论存在问题的遮羞布，却仍然一直成为科学研究追逐的热点，想想以太的命运是多么的不公！
同样，暗能量是因为宇宙大爆炸理论的需要而假设出来的东西，与广义相对论相苟合的宇宙大爆炸理论是目前主流权威宇宙学理论，宇宙大爆炸理论认为宇宙在超光速加速膨胀，天体之间在加速远离，必需有能量在推动这些天体加速运动，所以凭空臆想出暗能量这个东西。暗能量相比较暗物质更为奇特，可以说是有过之而无不及，它只有物质的作用效应而不具备物质的基本特征，所以都称不上为“物质”，故尔将其称之为“暗能量”。能量概念的本身，主流物理界就没有搞清楚到底是什么，现在又有“暗能量”之说，不能被人们所感觉也不被目前各种仪器所观测，所以肯定找不着，也就没有人去找了，只因权威理论需要它存在，它就存在。
暗物质和暗能量是为了维护主流引力理论和主流宇宙学理论的正确性而假设出来的（解释不通引力时，就添加暗物质，解释不通星系远离（星光红移的推导）时，就添加暗能量），暗物质和暗能量存在与否和万有引力和宇宙大爆炸模
型是否正确高度相关，无法找到暗物质和暗能量就意味着主流引力理论和主流宇宙学理论的错误和失败，但谁有勇气承认呢！
对宇宙大爆炸理论所谓的“宇宙在超光速膨胀”结论，但为了不违背“光速最大”的相对论原则，解释为“宇宙膨胀是空间膨胀的，而不是天体之间的超光速运动”，如果空间不是一种物质，那么空间在膨胀什么，空间如果是虚空，虚空能膨胀吗？虚空膨胀有意义吗？建立在空间是虚空基础上的宇宙大爆炸说，反而要求空间必需是一种实在的物质，才有膨胀的可能。推翻以太的相对论，总是自觉或不自觉回到以太理论的观点上去。
杨振宁教授称：“宇宙大爆炸没有发生的可能性越来越大。如果宇宙空间不是空的，那么光在长距离传播时会损失能量，从而发生红移，这难道不比宇宙在加速膨胀更有可能吗？”
2004年《新科学家》杂志发表了由33位科学家共同签署的《致科学群体的公开信》，公然挑战“宇宙大爆炸”理论，部分内容如下：“今天的大爆炸理论，依赖于不断增加的假设，这些假设是我们从未实际观测到的东西，其中最典型的有暴胀、暗物质、暗能量。没有这些假设物体的支撑，天文学家的所观测到的和大爆炸理论的预测之间存在致命的冲突。”“在任何其他的物理学科中，人们都不会容许这类情况存在——为了弥合理论与观测之间的鸿沟而在模型中不断地增加假设的物体。这种做法至少会引起人们对其理论的合理性提出高度的质疑。”
存在约160亿年“玛土撒拉”星一直是宇宙大爆炸模型无法面对的Bug 。 2021年12月詹姆斯.韦伯空间望远镜的成功发射运行后，观测到众多天文现象与“宇宙大爆炸”模型所描述的存在严重矛盾和冲突，所谓宇宙早期的天体和星系和现行宇宙并没有什么明显不一样，“宇宙大爆炸”理论的拥护者们还试图采用大幅度修改宇宙年龄等方式，来维护岌岌可危的“宇宙大爆炸”理论，如将宇宙年龄由138亿年改为267亿年，若有需要，可再将宇宙改写一倍，此种手段和量子力学玩“重整化”同样拙劣，但你奈他何！
微波背景辐射被宇宙大爆炸理论视为其主要证据之一，但1978年美国科学家缪勒根据宇宙中的3k微波背景辐射发现了新的以太漂移，“狭义相对论否定了绝对参考系的存在，但是，宇宙3K背景却是一个很好的绝对参考系。”通过测量从各个方向到达地球的3k微波背景辐射温度的微小偏离决定了地球穿过空间的绝
对运动，新的以太漂移实验证明地球在空间的净运动（相对于微波背景辐射这个最自然的参考系的运动）约为400公里/秒，物理学家皮克贝拉斯用“新以太漂移”这个词来描述该现象。观察证明弥漫宇宙、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，以太在沉寂了近一个世纪以后，又开始悄悄地回来了。只不过它不再是经典物理时期中那种机械的、被动的介质以太，而是一种主体性的新以太，唯一不变是以太的物质实在性。
2.3.3量子力学中的以太观
量子力学是亚原子领域的理论，最初开端是对阴极射线的研究，当时有两种观点：德意志学派持以太理论，认为阴极射线是一种类似于紫外线的以太波，而大不列颠学派则持带电粒子理论，认为阴极射线是一种带负电的粒子流。这两个学派持续了许多年的激烈争论，如1893年赫兹试图检出阴极射线所输送的电荷，还尝试用静电场来偏转阴极射线，这些实验都以否定的结果而告终，他得出结论：阴极射线不运送电荷，阴极射线是以太波。1897年汤姆逊通过磁铁使阴极射线偏转的实验是证明阴极射线本身带电，又完成了阴极射线荷质比的测定，汤姆逊称阴极射线为电子，很快电子的概念被广泛接受。电子的“发现”是带电粒子理论战胜以太理论的关键，电子作为一种实体粒子的定论也决定了量子力学研究的粒子物理方向，并使以太理论在亚原子领域的研究应用中寸步难行、成果寥寥无几。
二十世纪二十年代，法国物理学家布里渊设想在原子核周围存在着一层以太，以太的运动在原子中掀起了波，这些波相互干涉在原子核周围形成驻波，电子是一种以太驻波，只是电子轨道半径在适当时才能形成环绕原子核的驻波，这一观点和波尔的原子模型中“电子轨道变迁不连续的”是前后呼应的。后来，电子在晶体中的衍射现象和电子双缝衍射实验都充分证明电子具有波动性。
同期的法国物理学家德布罗意接受了布里渊的部分观点，他把以太的概念去掉，把波动性直接赋予电子本身，把电子的波动性留下，抛弃波动的介质，电子波是一种凭空振动的波。后来德布罗意将这一观点推广，形成他的物质波理论，并被量子力学领域广泛接受，量子力学认为物质都具有叠加态，按波函数的来描述粒子的运动，但如果空间无一物，没有物质，是什么在波动，物质为什么会波
动呢？
薛定谔坚持认为电子实际是经典的波，如同声波或光波一样，他们的粒子特性只不过是一个假象，他得出了一个方程，在该方程中电子是一种波，这和不同电子具有不同频率和波长的测量结果相一致，电子是一种首尾相连原地振动的驻波。
量子力学创始人之一的狄拉克认为，没有任何实物粒子的空间是充满着无数的正电子的海洋，物理真空可以由其它基本粒子的反粒子构成，比如反中子或反质子，在物理真空中，正、反粒子对可以不断产生、消失、消失后再产生，这种变化过程时间极短，这些瞬息间产生的基本粒子被称为虚粒子。狄拉克认为，既然能在量子力学中引入测不准原理，那么在相对论中或许也能引入测不准关系。假定在宇宙中存在一种速度不确定的以太，这种以太的没一个确定的速度对应和一个确定的几率。在这个基础上，他建立起一个以太速度场理论，力图在统一引力和电磁力方面有所进展。狄拉克忠告人们，以太概念并没有死掉，它还有其十分深厚的潜在价值，他说：“物理理论假设的没有以太的宇宙可能已经走到尽头，我们在以太中看到了未来的新希望”。
物理学家李政道也指出，真空是粒子物理微观世界的一些奇妙现象的本源，并对宏观物质与能量的分布起一定的作用，微观与宏观是密不可分的，二者是一个密切联系的有机整体。
华人物理学家文小刚认为：空间是量子比特的“海洋”，基本粒子是量子比特的波动涡旋，基本粒子的性质和规律起源于量子比特海中量子比特的组织结构，光子和电子是可以用量子比特统一描写的，量子比特海中的波是光波，量子比特海中的“涡旋”是电子，众多量子比特的各种集合和结构，决定了各种基本粒子的性质和各种基本相互作用的规律。这是一种新形式“以太”论——量子以太，这个量子以太可以涌现出各种基本粒子、各种基本相互作用，给出万物的起源！
量子力学认为电磁波的能量以一份一份的光子呈现的，光子的本质上来说就是波包，即局域性能量呈现的波，此阶段的波体为光子。量子力学既然承认电磁波是波包形式传递的，就是承认的电磁波是一种波，这里的光子（波包）实质是一个传递振动周期内以太的集合。
现代量子力学承认“真空不空”，认为真空可能是能量的一种基态而并不是
指没有物质存在的空间，量子物理研究显示了真空起伏、真空隧通效应、真空相变、真空凝聚、真空畴结构等等现象，这些都说明真空的物理性质是种物质实在。卡西米尔效应等实验证实了物理真空是“物理实体”，而不是一无所有的虚空。量子场论“实体粒子是场的激发态”包含宇宙本原物质（以太）可转变为普通物质的思想。“场的密度梯度和对称性破缺产生场的作用力”也间接表明物质的互相作用力来源以太空间的思想（以太理论认为“空间不同部位以太密度差产生相互作用力”）。但量子力学回避“任何场效应都是某种物质的激发效应”的事实，采用将空间去实体化的策略，采用“只利用空间的物质性质，不承认空间的物质实在”的各种非实体的场论来解释物理现象，避回空间物质实在性的事实，各种场可以交织并存在一起，等于否定了场的实体性。量子场论只取了以太的神，而无以太的实。
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