物理学史最大胆奇妙的假设（物理学天空第一朵乌云）

物理学史最大胆奇妙的假设（物理学天空第一朵乌云）迈克耳逊－莫雷实验 既然牛顿的万有引力定律、麦克斯韦的电磁理论都是建立在“以太学”基础之上，那么寻找“以太”就变得迫在眉睫了。于是1887年，为了寻找“以太”存在的证据，物理学家迈克耳逊与化学家、物理学家莫雷合作，在克利夫兰进行了一个著名的实验：“迈克耳逊－莫雷实验”， 具体原理如下： 古希腊的学者亚里士多德认为下界为火、水、土、气四元素组成；上界由第五元素，“以太”组成。后来随着化学的发展，亚里士多德的五元素说逐步退出科学的殿堂。牛顿发现万有引力后，为了解释万有引力在真空中的传播，牛顿复活了亚里士多德的“以太”，牛顿 认为“以太”是宇宙真空中引力的传播介质。 后来，物理学家麦克斯韦又发展了牛顿的“以太”学说，麦克斯韦认为“以太”既具有电磁的性质，又是电磁作用的传递者，同时具有机械力学的性质，它是绝对静止的参考系，一切运动都相对于它进行。物麦克斯韦又发展了牛顿的“以太”说，使得电磁理论、牛

威廉.汤姆生

第一次明确提出物理学中的存在两朵乌云的是开尔文男爵，19世纪的一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂，举行科技大会，期间著名的英国物理学家威廉.汤姆生（开尔文）发表了新年祝词。他在回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，以后所剩只是一些修饰工作；同时他在展望20世纪物理学前景时讲道：“我们取得的关于运动与力的理论是无比优美简洁的，热和光是运动的两种方式。但是现在，美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，这让我非常不安”。

物理学天空的两朵乌云

开尔文说的第一朵乌云就是迈克尔逊-莫雷实验与经典时空理论中的“以太漂移”学说之间的矛盾。

古希腊的学者亚里士多德认为下界为火、水、土、气四元素组成；上界由第五元素，“以太”组成。后来随着化学的发展，亚里士多德的五元素说逐步退出科学的殿堂。牛顿发现万有引力后，为了解释万有引力在真空中的传播，牛顿复活了亚里士多德的“以太”，牛顿 认为“以太”是宇宙真空中引力的传播介质。

后来，物理学家麦克斯韦又发展了牛顿的“以太”学说，麦克斯韦认为“以太”既具有电磁的性质，又是电磁作用的传递者，同时具有机械力学的性质，它是绝对静止的参考系，一切运动都相对于它进行。物麦克斯韦又发展了牛顿的“以太”说，使得电磁理论、牛顿力学取得协调一致。“以太”是光、电、磁的共同载体的概念为人们所普遍接受，形成了一门“以太学”。

以太分布图（假想）

既然牛顿的万有引力定律、麦克斯韦的电磁理论都是建立在“以太学”基础之上，那么寻找“以太”就变得迫在眉睫了。于是1887年，为了寻找“以太”存在的证据，物理学家迈克耳逊与化学家、物理学家莫雷合作，在克利夫兰进行了一个著名的实验：“迈克耳逊－莫雷实验”， 具体原理如下：

迈克耳逊－莫雷实验

然而实验结果与科学家们预想的大相径庭，不论地球运动的方向同光的射向一致或相反，测出的光速都相同，在地球同设想的组成绝对静止空间的“以太”之间没有相对运动，即根本找不到“以太”或“绝对静止的空间”。由于这个实验在理论上简单易懂，方法上精确可靠，而得到的结果与科学家们预想的完全相反，不仅没有找到“以太”存在的证据，反而使科学家处于更加尴尬的境地。因为迈克耳逊－莫雷实验动摇了整个经典物理学的理论基础，使得牛顿力学、麦克斯韦电磁理论变成了无根浮萍。

爱因斯坦：相对论

后来爱因斯坦为了解决科学家们的尴尬处境，提出了光速不变原理，并以此为基础导出了时间会膨胀、空间会收缩、质量与能量可以互相转化等一系列匪夷所思的结论，我们把这些结论称为相对论，最可怕的实验证明爱因斯坦是对的！

虽然物理学天空的两朵乌云引起了剧烈的风暴，但同时也催生了科学家最伟大的发现，本人会在以后的文章慢慢介绍，欢迎大家关注我的头条好“白说世界”。