Relativism (Special theory of Relativity)

                    by Vincent CHAN WAI LUNG(1988~  )

以太的迷失

在『光』仍在『粒子』或是『波動』妾身未明的爭論階段，

人們對於已知的各種波動發現都需要介質來傳播。

 
水波（水）、聲波（空氣）、繩波（繩）、彈簧波（彈簧）、...

於是人們自然的會想：若光是一種波動，那麼它所需的介質是什麼呢？

 
 光能夠從太陽傳達到地球，經過無垠的太空，所以這種介質必須能存在太空中。

人們早期認為太空中為真空狀態，這下子需要加上光的介質。

 
這種介質我們肉眼看不見（否則遮蓋光），人們稱它為『以太』。

『以太』這玩意兒很奇妙存在於星際間，

 
可是行星的運動又似乎不受其影響（或影響極其微弱）

       暗示著其質量似乎趨近於『零』。

 
看不見』『聽不到』『摸不著』『嚐不出』『聞不出』

可是以太間也必須有交互作用使得光波前進。

 
以太存在的空間似乎意味著存在一個絕對的座標。

但這種完全感受不到的東西是否真的存在呢？

 
必須以人體感官以外的實驗想辦法來證實。  

  1879年 James Clerk Maxwell於過世前一年提出測量地球繞著以太運動速度的方法。

 
  想像一艘船在靜止的河水中速度為每小時5公里，河水的流速為每小時3公里。

若船先順水而行4公里，然後再逆水而行回原處。

 
則順水而行時需要花去 4/ (5+3) = 0.5小時

  逆水而行時需要花去 4/ (5-3) = 2 小時，

總共耗去 2.5小時。

若垂直水流來回4公里（好寬的河或許該稱為江吧，至少台灣沒這麼寬的河），

則船頭必須稍微傾向上游。船才能駛回原點。

 
 船速垂直河流的分量為 4公里，因此來回需要 2*4/4=2小時。 

也就是說兩艘船若同時出發，折返回原點的時間將不一致。

由此時間的差別可以計算出水流的速度。

運用類似的方法可以測量出 地球轉動時相對於以太的轉動速率。

 
當時 Maxwell 指出由於地球表面的轉速 V 約為 3×104m/s

光速 C 是 3×104m/s, 另 β=V/C=10-4 

 
依照上述方式，如圖計算出兩不同路徑的時間差為Δt∼Lβ2/C

由於數值相當小將非常不容易測量。