驚人的發(fā)現(xiàn)

菲索在實(shí)驗(yàn)室得到光速的20多年后的1873年，英國科學(xué)家麥克斯韋（Maxwell，1831-1879）出版了堪與牛頓的《原理》比肩的物理學(xué)經(jīng)典巨著《論電和磁》，但這本書卻不像《原理》那樣一誕生就技驚四座、光芒四射?！墩撾姾痛拧穭傞_始的時(shí)候很難得到大多數(shù)人的認(rèn)同，這也難怪，電和磁都是虛無飄渺的東西，對它們進(jìn)行描述的理論總不像對小球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)的理論讓人覺得實(shí)在。麥克斯韋認(rèn)為電和磁是同一種物質(zhì)的不同表現(xiàn)形式，它們之間的性質(zhì)和相互作用力被麥克斯韋用一組簡潔優(yōu)美的方程組所描述，這個(gè)方程組叫做麥克斯韋方程組。你只要隨便翻看一本講物理學(xué)或者科學(xué)史的書，基本上都會提到麥克斯韋方程組是數(shù)學(xué)美的典范，無數(shù)大科學(xué)家都被它的美所震撼，單從它完美的表現(xiàn)形式來說，它就不可能是錯(cuò)誤的（事實(shí)上直到今天，所有經(jīng)典物理學(xué)中的公式除了麥?zhǔn)戏匠探M以外，都被相對論所修正。唯獨(dú)麥?zhǔn)戏匠探M仍然保留著簡潔優(yōu)美的形式，似乎添加任何一筆都是多余的）。不過，我不需要在這本書中把這個(gè)方程組寫下來，我和各位讀者一樣也是電磁學(xué)的門外漢，無法體會它的美，如果讀者當(dāng)中恰好有這么一兩個(gè)懂行的話，我相信麥?zhǔn)戏匠探M已經(jīng)深深印在了他們的頭腦中，也不需要我再抄出來。

根據(jù)這一套優(yōu)美的方程組，麥克斯韋預(yù)言了一種神奇的叫做電磁波的東西，麥克斯韋說：“隨著時(shí)間變化的電場產(chǎn)生了磁場，反之亦然。因此，一個(gè)振蕩中的電場能夠產(chǎn)生振蕩的磁場，而一個(gè)振蕩中的磁場又能夠產(chǎn)生振蕩的電場，這樣子，這些連續(xù)不斷同相振蕩的電場和磁場循環(huán)往復(fù)，永不停歇，就像一粒石子扔入湖中產(chǎn)生的漣漪，電磁場的變化也會像水波一樣向四面八方擴(kuò)散出去，這個(gè)擴(kuò)散出去的電磁場我把它叫做——電磁波。雖然我現(xiàn)在還無法用實(shí)驗(yàn)的方法證明它的存在，但我堅(jiān)信它一定存在?！?/p>

很遺憾，天才麥克斯韋只活到48歲就死了，到死也沒能親眼見證電磁波的誕生。他死后沒過幾年，一位德國的青年物理學(xué)家赫茲（Hertz，1857-1894）接過了麥克斯韋的衣缽，終于在1888年，赫茲在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)了人們懷疑和期待已久的電磁波。赫茲的實(shí)驗(yàn)公布后，轟動(dòng)了整個(gè)物理學(xué)界，全世界的物理學(xué)家都紛紛效仿此實(shí)驗(yàn)，所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證明了麥克斯韋電磁理論是正確的，麥克斯韋方程組取得了決定性的勝利，麥克斯韋的偉大遺愿也終于得以實(shí)現(xiàn)。既然電磁波是一個(gè)波，那么它的傳播速度就可以用頻率乘以波長算出來，頻率很好辦，是由實(shí)驗(yàn)設(shè)備的各種參數(shù)決定的，而波長也不難測，只要拿著一個(gè)感應(yīng)器找到波峰（感應(yīng)電流最強(qiáng)）和波谷（感應(yīng)電流最弱）即可算出波長，赫茲沒有費(fèi)多大勁就拿到了波長和頻率，他把兩個(gè)數(shù)值一乘，得出了電磁波的傳播速度是31.5萬公里/秒（限于實(shí)驗(yàn)精度，和真實(shí)的速度有誤差），一個(gè)驚人的速度。

等等，等等，我相信你和赫茲一樣，看到這個(gè)數(shù)字突然覺得很熟悉，這個(gè)數(shù)字好像在哪里見過，31.5萬公里/秒，31.5萬，啊！這個(gè)數(shù)字不正是菲索旋轉(zhuǎn)齒輪法測出的光速嗎？難道天下竟有如此的巧合，這真是一個(gè)巧合呢還是說，還是說……光就是一種電磁波？赫茲被這個(gè)想法弄得興奮不已。不光是赫茲，全世界還有很多的物理學(xué)家都因?yàn)檫@兩個(gè)一致的數(shù)字在猜測光是不是就是一種電磁波。正所謂眾人拾柴火焰高，很快，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)接踵而至，各種電磁波和光的相同特性被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)界很快就達(dá)成一致意見：沒錯(cuò)，光就是一種電磁波。

現(xiàn)在我們再從電磁波的角度來研究一下光的傳播速度到底是相對于什么而言的。波的傳播速度等于介質(zhì)震動(dòng)的頻率乘以波長，因而這個(gè)速度是相對于介質(zhì)而言的。比如我們熟悉的水波，當(dāng)一顆石子扔到水中產(chǎn)生漣漪的時(shí)候，這些漣漪在產(chǎn)生的瞬間也就脫離了跟石子的聯(lián)系，他們會在水中按照相對于水的恒定速度傳播出去，因而我們在講水波的傳播速度的時(shí)候，隱含的參考系是水而不是那顆石子。同理，當(dāng)我們談?wù)摴獾乃俣鹊臅r(shí)候，那么根據(jù)前面這種思想，隱含的參考系也不應(yīng)該是光源，而是光的傳播介質(zhì)，但眾所周知光是一種能夠在真空中傳播的東西，遙遠(yuǎn)的星光穿過空無一物的宇宙空間到達(dá)我們的眼睛里面，那么這個(gè)參考系、這個(gè)介質(zhì)到底是什么？

那不就是牛頓所說的絕對空間和以太（注意，以太這個(gè)詞并不是牛頓發(fā)明的，牛頓是以太學(xué)說的主要支持者）嗎？牛頓的絕對時(shí)空觀在統(tǒng)治了物理學(xué)界200年后達(dá)到了頂峰，偉大的艾薩克?牛頓爵士，您的光芒無人能擋，您為物理學(xué)構(gòu)建起了雄偉的大廈。現(xiàn)在，就差最后一個(gè)能證明以太存在的實(shí)驗(yàn)來為這座雄偉的大廈砌上最后一塊磚。但俗話說盛極必衰，物極必反，人往往是在最得意的時(shí)候忘了看腳下的路而跌倒。