请问以太是什么概念？

以太(ether)是一种曾被假想的电磁波的传播媒质，但后来被证实并不存在。

19世纪，科学家们逐步发现光是一种波，而生活中的波大多需要传播介质（如声波的传递需要借助于空气，水波的传播借助于水等）。受传统力学思想影响，于是他们便假想宇宙到处都存在着一种称之为以太的物质，而正是这种物质在光的传播中起到了介质的作用。

根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播需要一个“绝对”的参照系，只有在这个参照系中，光速才具有麦克斯韦方程组所预言的值c=\frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\mu_0}}。其中\varepsilon_0是真空介电常数，μ0是真空磁导率。这个“绝对参照系”就是以太。而其他参照系中测量到的光速应该是这个“绝对”参照系中的光速与这个“绝对”参照系相对于观察者的速度的矢量和。

按照当时的猜想，以太充满整个宇宙，电磁波可在其中传播。地球在围绕太阳公转，相对于以太具有一个速度v，因此如果在地球上测量光速，在不同的方向上测得的数值应该是不同的，最大为c+v，最小为c-v(此时存在假设以太相对太阳参考系是静止的。但即使以太相对太阳参考系不是静止的，在不同的方向上测得的数值也应该是不同的)。但是1881年-1884年，阿尔伯特·迈克尔逊（Albert Michelson）和爱德华·莫雷（Edward Morley）为测量地球和以太的相对速度，进行了著名的迈克尔逊—莫雷实验，测量了不同方向上的光速。然而实验结果显示，并不存在这个速度差异。这实际上证明了光速不变原理，即真空中光速在任何参照系下具有相同的数值，与参照系的相对速度无关，以太其实并不存在。后来又有许多实验支持了上面的结论。

以太说曾经在一段历史时期内在人们脑中根深蒂固，深刻地左右着物理学家的思想。著名物理学家洛伦兹推导出了符合电磁学协变条件的洛伦兹变换公式，但无法抛弃以太的观点。爱因斯坦则大胆抛弃了以太学说，认为光速不变是基本的原理，并以此为出发点之一创立了狭义相对论。虽然后来的事实证明确实不存在以太，不过以太假说仍然在我们的生活中留下了痕迹，如以太网(Ethernet)等。

“以太”与“狄拉克之海”本质上区别还是蛮大的。虽然它们都是想表达占据宇宙空间的某种均匀物质，但“以太”完全源于思辨的假想，而“狄拉克之海”则源于数学公式基础上的推导假设。

什么是“以太”？

以太和绝对时空一样，是19世纪前，欧洲学者根深蒂固的一种观念。以太，英文ether这个词最早来源于亚里士多德，他认为宇宙中除了“水、火、气、土”之外，还应该有一种充斥天空上层的物质。

后来随着科学的发展，以太这种假想的物质被注入了新的内涵，即光的传播介质。 之所会有这样的认知，是因为人们所熟悉的波，如声波、水波都有自己的传播介质，于是当时人们认为同样可作为波来看的光，也应该有自己的传播介质。

此时，以太就被想象为一种透明且稀薄的弹性粒子。就连已经从电磁波理论中，推导出以太纯属多余的麦克斯韦也对以太深信不疑。

但后来随着“ 光速之谜 ”的解开，宣告了“ 以太说 ”的终结。

什么是“狄拉克之海”？

迪拉克之海，是狄拉克为了证明其反物质的预言，而建立的一个大胆的宇宙真空假设。

1927年，只有25岁的狄拉克将薛定谔的波函数，结合狭义相对论，创造了狄拉克方程。从这个方程中就可以求出负数的解，这被当时物理学界的人认为是不合理的解而舍弃，只有狄拉克本人坚持这些解具有合理性，也就预示了反物质的存在。

于是，他建立了一套真空设想。 他认为，真空并非一无所有，真空应该也有自己的能量。真空由负能量的电子组成，这些负能电子均匀地填满所有空间，如一片汪洋大海，这就是“迪拉克之海”。

我们之所以觉察不到真空的能量，是因为这个负能电子太均匀了，没有能量差，我们自然检测不到任何负能量。如果一个负能量的电子被扰动，电子从负能级上被激发出来，就会在原有位置留下一个“空穴”，“空穴”表现为负能量不足，即为正能量，也就是一个正电荷的电子。而正电子就是反电子，这就是狄拉克关于反物质的预言。

当时，这种想法在物理学界可谓是大逆不道，海森堡称其为“现代物理学中最悲哀的一幕”。不过，没等多久1932年，美国物理学家卡尔·安德森就在云室观测宇宙射线时发现了正电子，狄拉克就这样“啪啪啪”打了所有质疑者的脸。

云室里正负电子路径。

“以太”与“狄拉克之海”最终都是为解释“真空”的奥义。

“真空”本来是指没有任何物质的理想空间，基于“一无所有的虚空 ”这一物理图景建立的概念。然而现在越来越多的实验与理论都揭示了“真空不空”。真空成为了一个具有一定物理性质和物理结构的物理实在。

在爱因斯坦看来，时空并不是一个可以脱离物质而独立存在的东西，并不是物体存在于空间中，而是“ 空间 ”这个物体具有空间广延性。

而“狄拉克之海”是人们真正第一次认识到“真空不空”的开端。在“狄拉克之海”的概念延展下，才有了后来的量子场论，真空也变成了拥有众多基本粒子的复合基态场，场是比粒子更基础的东西。粒子只是场的激发态而已。

在量子场论中，所有场都处于基态的空间就叫真空。基态虽然代表着空间里没有任何实粒子，但并未代表着真空的平静。

由于量子不确定性，在普朗克尺度下，能量的不确定性很大，空间里不停地产生正反虚粒子对，然后又相互湮灭返还能量，这称为“真空涨落”。

真空涨落揭示了真空与物质之间的深刻联系，预示着真空是一切自然物质产生及变化的根本源头。

如果真空有颜色，那它一定是一片泛着各色量子泡沫的奇异海洋。地球就是一个物质丰富的海底龙宫。

自从人类有了抽象的思维，就始终在不停地追问，物质之间的空隙是什么？因为，作为物理对象的物质，我们是能够感觉得到的；而作为物理背景的空间，则是看不见、摸不着的。

然而，虽然空间是无法被直观地感受到的，但人们始终认为其是存在的。否则的话，物质之间是如何产生相互联系和相互作用的呢？

在远古时期，人类的认识只限于模仿现象，是人神合一的混沌世界。到了古希腊时期，抽象的思维使人类的认识具有了不同的概念。

于是，与物质对应的空间是什么，就始终缠绕着人类的思维。于是，人类超越于现象，发挥自己的想象力，来构建空间的概念。

根据地心说的观念，亚里士多德认为地球

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