百家争鸣话以太

胡昌伟

一个科学问题往往包含许多小的问题，而每个这样的小问题，又常常可分为相对更小的问题，如此等等；同时，对每一个问题，无论大小，都有可能产生不同的看法。因此，对一个问题的探讨往往会出现五花八门的不同观点，这是十分正常的。而且，让各种各样的观点都表达出来，很有必要，那样才会形成百家争鸣的良好的学术氛围。因为一个正确的理论体系的建立，总要通过对许许多多不同观点进行反复比较，反复论证，反复检验，不断地取长补短，去伪存真，才能逐步完善。

以太论在19世纪曾盛极一时，但相对论的崛起，把以太论挤出了正统物理学。然而，即使在主流科学界，以太的观念也没有完全消失。爱因斯坦曾说：“依照广义相对论，一个没有以太的空间是不可思议的。”狄拉克也于1970年说：“以太观念并没有死掉，它不过是一个还未发现有什么用处的观念，只要基本问题仍然没有解决，必须记住这里还有一种可能性。”现在人们已充分认识到“真空不空”，发现了3K宇宙背景辐射，意识到了相对论存在的不足等等，于是，以太论的思想又活跃起来了。在这方面，张操教授的话很有代表性：“现代物理学一方面否认以太的存在，另一方面却引入了物理真空的概念……‘物理真空’这个术语很容易被人误解为虚空，并与空间概念相混淆。所以笔者宁愿采用19世纪物理学的常用术语‘以太’来代替‘物理真空’。”

目前，新以太论者不断涌现，在国外，有俄罗斯的苏霍鲁科夫，美国的张操等等；在国内，有余本立、叶波、朱永强、周江华、陈果仁、杨世家等等。当然，有不少人，根据他们对真空态物质的独特的理解，不将它叫做以太，而分别称之为无形态物质（齐绩），太极子（熊承坤、刘良俊），斥力子（庄一龙）等等。另外，还有不少认同以太存在的有识之士，如陈建国、江正杰、黄新卫等等。现在，新的以太观可谓是百家争鸣，下面尝试对它们作些对比、分析。

关于以太的本质特性，除了认为以太是物理真空，量子场的基态外，不少人提出了独特的见解。比如，周江华认为，以太本质是游离磁能；叶波提出，以太对光呈固态，磁是以太旋涡；杨世家认为，以太是存在于宇宙间的由正、负电子构成的晶体状弹性物质；引力场以太观认为，在宏观世界，以太是一种超流动性流体，光是其中的“第二声”等等。以太是一种深层次的物质存在形式，我们还只隐隐约约地看到了它的某些表面现象，它的本质特性有待进一步的理论分析和科学实验。

关于以太是否有质量，许多以太论者认为：作为实实在在的物质，以太应该具有质量，而且，这样还可以把以太与暗物质相联系，增加可信度。不过，如此的话，产生了一个矛盾：暗物质的提出，源于星系外围的可见天体的运行规律不符合万有引力公式，只有假设星系外围存在着巨大的有引力作用的暗物质的晕，才能维护万有引力定律在星系尺度的有效性；而以太既存在于星系空间，也存在于太阳系空间，如太极子论认为，太极子就是暗物质,它有质量，并计算出了太阳系中太极子气的总质量占太阳系总质量的94%。这样庞大的有质量的暗物质的存在，势必扰乱行星的运动，但在太阳系空间，行星的运行完全遵循它们与太阳之间的万有引力定律，根本没有暗物质的作用。这就出现了不可调和的矛盾。引力场以太观认为：以太是比实物高一阶的物质，它无所谓质量；质量只是代表实物多少的量，它对应以太密度的变化量，即惯性起源于以太密度的变化。这里突破了质量是代表任何物质的多少的量的观点，但这样的以太没有任何已知物可以比拟，如何确认它是个难题。

关于以太与时空，新以太观一般都认为二者之间有着内在联系。张操说：“空间概念在测量上是与长度相联系的……以太的分布及运动状态将影响到测量结果。”《新物理》认为：“物体的一切运动规律不是依赖于绝对空间，而是依赖于它所处的总无形态物质空间。”《以太旋子学》认为，“以太无处不在、无时不在，既没有无以太的空间，也没有无以太的时间。”太极子论对太阳表面的“时空弯曲”是这样认为的：“光经太阳表面发生偏折，实质上是太阳表面存在有密度梯度分布的太极子气，形成类似三棱镜的物理结构导致光线偏折。”引力场以太观认为：绝对时空观是基本的，第一性的；相对论时空观是派生的，第二性的；相对论性效应是由存在于绝对时空中的以太的密度变化造成的定量效应——以太密度较大的地方量杆较短，时钟也走得较慢。相对论就是把现实的时、空标准的变化当作是时空本身的变化而形成的一种时空观，在这里，以太成了四维时空连续体。以上这些观点，既有一定的共性，也有一定的差别，如何取舍整合，有待进一步的实验和分析。

关于以太是否有结构，各种新以太观分歧较大。《新物理》说：“无形态物质是没有结构，没有形态的。”这种观点，使以太与实物的微观形式难以联系。太极子论认为：“宇宙最根本的粒子是一种称为‘宇宙子’的小粒子，由这种宇宙子构成两种较大的粒子，一种叫正太极子，一种叫负太极子……统称太极子。”而且，还给出了太极子的半径约为8×10^-20厘米。太极子论的特点是在微观的物质结构上重起炉灶，与现代粒子物理学缺乏衔接。《以太旋子学》认为，实物粒子是以太的微观旋涡，即旋子；而以太本身似乎是永远连续的，不可分割的。引力场以太观认为：以太由以太粒子构成，以太粒子是正、反中微子对，电荷是以太中的位错，中微子加整份电荷构成了荷电轻子，中微子加分数电荷构成了夸克；由于单位长度的标准与以太粒子的间距成正比，因此，以太粒子本身的大小已难以确定，对于更小一级的轻子和夸克就只能被认为是点粒子了。这就是说，虽然实物是无限可分的，但在现有的，由以太密度决定的定量体系中，轻子和夸克就是最小的粒子了。这种看法有可能与现代粒子物理学相衔接，但还只是一种定性描述，是否可以和如何进行新的定量描述，是个大课题。

关于光的实质，多数新以太观认为，光是以太传播的波。如《新物理》认为：“无形态物质是光的传播媒质。”《以太旋子学》说“可见光、电磁波等都以以太为传播介质，因此它们可统称为以太波。”但也有的认为光只是一种粒子。比如，对于电子和光子的干涉现象，太极子论认为，这是电子和光子经过小孔时，遭受到太极子气随机碰撞的结果。用粒子的观点对光的波动性进行系统的定量描述，似乎有一定的难度。至于光的以太波动说，也有多种模式。《新物理》认为，一般机械波的公式适用于光，“波的传播速度都与媒质模量的1/2次方成正比，都与媒质密度的1/2次方成反比。”这样一来，似乎难以克服旧以太论的疑难——以太是一种十分坚硬，却又可让任何物体在其中毫无阻力地运动的物质。引力场以太观则认为：以太是一种非实物性的超流体，光是其中的第二声。进一步说，一般机械波的公式也许可以适用于以太波，但其中的物理量，如以太压力、以太密度、以太模量等等，它们的意义将会有质的变更，如以太压力与能量有关，以太密度与质量有关，以太模量可能与电磁性有关等等。当然，这些还仅仅是些假设。

关于以太是否能够被实物曳引，大多数以太论者认为，以太可以被实物曳引。比如，齐绩在《新物理》中说：“地球的运动会带动它附近的无形态物质。在地球表面，无形态物质完全被地球带动着；离地球较远处，无形态物质就完全不被地球带动了。”在实验方面，斐索实验可以解释为水带动了以太，而原子钟环球实验又似乎显示地球的自转不带动以太。对此，引力场以太观认为：实物是以太密度波包的核心，其中有静止质量的轻子、强子的运动是实实在在的运动，并始终处于以太密度波包的核心；但伴随着它们的以太密度波包中的以太粒子，并没有作宏观的移动，而只是进行波动；于是，当实物作直线运动时，虽然其中的以太粒子并没有作宏观的移动，但整个的以太密度波包在移动，在效果上就相当于部分以太被实物曳引了；而当轴对称的实物自转时，它周围的以太波包的形状基本不变，也就没有带动以太。

关于绝对参照系问题。在旧以太论中，以太曾被看成是绝对参照系。随着2.7K微波辐射的发现，这种看法有所抬头。因为，通过对2.7K微波辐射各向异性的分析，可发现地球相对于2.7K微波辐射的运动速度约为390千米/秒，这一事实曾被称之为“新的以太漂移”。当然，在新以太论者中，不少人否认绝对参照系的存在。《以太旋子学》说：“无论以太处于何种状态，以太总在不断运动着，以太运动具绝对性。”引力场以太观认为：以太的分布与实物的分布密切相关，实物运动时，它周围的以太分布将随之变化，因此，它不能作为“绝对参照系”；另外，由于相对论的运动学效应，是以太的可压缩性造成的，因此，应该以物体所在处的以太场作为参照物。比如，在地面上，地球的引力场占绝对优势，所以，应该将地球的引力场以太作为参照物；在太阳系空间，应该将太阳的引力场以太作为参照物，等等。我们再来分析一下以太密度（对应引力势）的分布。张操说：“以太背景场好象很深的海洋，实物源附近的以太密度变化仅仅是海洋表面小小的起伏。”对这一点，我们可以通过简单的计算来证实：即使是在地面上，也有这样的关系：地球的引力势（地球质量/地球半径）＜太阳的引力势（太阳的质量/日地距离）＜银河系的引力势（银河系质量/太阳系到银心的距离）。那么，是否随着物质空间范围的扩大，计算出来的引力势越大呢？不一定。引力势正比于天体的轨道速度的平方，地球绕日的速度是30千米/秒；太阳系绕银心的速度为220千米/秒；而地球相对于2.7K微波辐射的运动速度约为390千米/秒，这个速度近似地等于银河系绕本星系团的质心旋转的轨道速度，这似乎意味着：我们银河系所在的星系团的引力势可能将达到一个极大值，即2.7K微波辐射只是本星系团的以太背景辐射，而不是整个宇宙的背景辐射。当然，这种看法关系到2.7K微波辐射的实质，将引发许多问题，有待进一步的观察和探讨。

关于新以太论与相对论之间的关系。一般说来，以太论都是建立在绝对时空观的基础之上，因此，新以太论者大部分都对相对论持否定态度。相对论诞生已经100多年，不能说它的观点已被科学实验完全证明，但可以说部分已被证实。另外，狭义相对论与量子力学的结合，已取得了巨大的成功。这些表明，相对论有其合理的一方面。鉴于这些情况，有的新以太论者着眼于对相对论的修正。比如张操，他接纳了相对论中的合理部分，剖析了相对论的局限性，提出了修正相对论的新理论。引力场以太观则认为，以太是造成相对论性现象的物质基础，并由此指出相对论的物理机制及其局限性和近似性。

科学的发展，好比一场没有止境的接力跑，每一位科学家总是站在前人成果的阶梯上再“更上一层楼”的。新以太论者从19世纪的旧以太论上起跑，必须汲取20世纪物理学的精华，这样才能成为21世纪的领跑人。如果认为现代物理学大厦的基础都存在问题，应该彻底推倒，重新建立，那是不现实的。

新以太论者，以民间科研爱好者（民科）为主。总的说来，民科的思想较少有条条框框的束缚；但专业基础，尤其是数学描述的功底较差。不少新以太论还处于以思辩逻辑为主的阶段，缺少定量描述，难以定量检验。物理学已发展成了一门高度定量化的科学，以思辩逻辑为主的理论，无论自己认为是多么的合理、自洽，都难以引起主流物理学界的重视。当然，民科在自身努力的基础上，也希望并呼吁主流科学家能重视民科的思想闪光点，共同将有价值的见解上升为既能定性，又可定量的成熟的理论。

以上对一些新以太观作了简单的对比和分析。由于笔者掌握的资料极少，同时也必然会带有个人的偏见，只是一些井蛙之见。但愿能抛砖引玉，引起志同道合者们对新以太观的进一步关注、交流和探讨。

参考资料

[1]、张操，物理时空探讨，华夏文化出版有限公司，香港，2005。]

[2]、熊承坤、刘良俊，太极子物理学初论，重庆出版社，2003。

[3]、齐绩，新物理，哈尔滨，东北林业大学出版社，2006。

[4]、陈果仁，以太旋子学，香港，天马图书有限公司，2007。

[5]、周江华，21世纪物理学研究新视野——物质世界构成新理论，吉林科学技术出版社，2005。

[6]、胡昌伟，引力场以太观，http://sea3000.net/huchangwei/