小编： 哲学家也喜欢“上天的空气”
哲学家也喜欢“上天的空气”。古希腊哲学家认为世界由水、气、火、土四种元素组成。特别看重几何学的柏拉图(公元前427-347)把四元素几何化，认为组成它们的原子形状分别是体现其性质的一种正多面体。但是正多面体共有5种，还剩下的一种，柏拉图认为对应的是第五种元素，宇宙和天体即由这种最高元素构成。柏拉图的学生亚里斯多德 (公元前384-322)把这种元素称为以太。从此以太成了一个自然哲学的概念。
在亚里斯多德的自然哲学体系中，水、气、火、土是构成地球的元素，它们是变化的，并做直线运动。而以太是充满太空和构成天体的元素，它是永恒不变的，并做完美的圆周运动。中世纪西方哲学家基本上接受了亚里斯多德的说法，只是做了一点小改动：以太的密度是会变化的，构成天体的以太密度要比充满太空的以太介质的密度要大一些。
万有引力定律告诉我们，两个物体不互相接触，也彼此存在吸引力，即使二者的距离非常遥远，这种力也依然存在。那么，这种超距离作用是如何产生的呢？力可以不接触就传递开去，这是难以想像的，似乎应该有一种介质来传递引力，牛顿(1642–1727)和其他许多人都假定这种媒介就是以太。不过，牛顿在这个问题上的立场并不一致。在其他场合，他拒绝提出假说来解释引力的性质。而据牛顿的朋友说，牛顿后来干脆说引力直接遵循上帝的旨意。
当考虑到光的传播时，问题更大。第一个有关光的性质的科学假说是荷兰科学家惠更斯(1629–1693)提出的。他认为光是一种波。光的衍射现象很容易让人想到光是一种波，就像水波的衍射一样。但是要用波动来解释光的直线传播、反射、折射等各种光学现象却不容易。惠更斯提出了一个后来被称为“惠更斯原理”的学说阐明波面在媒体中的传播性质，在此基础上用作图法巧妙地解释了各种光学现象，让光的波动学说有了理论依据。
但是光如果是一种波的话，根据当时的知识，这就意味着它需要借助某种介质来传播，就像声波以空气为介质、水波以水为介质传播一样。然而，波义耳(1627-1691)已证明在真空中声音不能传播，光线却可以传播——你可以透过真空看到东西。这表明在真空中有某种比空气还要细微的介质来传播光波。惠更斯认为这种光波介质就是以太。
牛顿提出了一个针锋相对的学说，认为光是一种极其细小的微粒，而且它们的运动遵循他发现的三大运动定律。光的微粒学说很容易解释光的直线传播和反射：光微粒的运动速度极快，所以光做直线传播；光线反射是由于光微粒碰撞反射面引起的。但是用微粒学说来解释光的折射和衍射却很困难。为了解释折射现象，牛顿不得不假定存在一种以太介质，它传递振动的速度比光要快，折射被认为是在不同地方的以太介质的密度和弹性不同引起的。至于这种以太介质究竟是什么东西，牛顿承认他不清楚。
但是进入19世纪后，形势开始逆转。英国物理学家托马斯·杨(1773–1829)、法国物理学家菲涅耳(1788–1827)用干涉实验证明了光是一种波。1850年，法国物理学家傅科(1819–1868)用实验证明了光在水中的速度比在空气中慢，这一结果与微粒学说相冲突(认为光在水中的速度比在空气中快)，而符合波动学说的预测(在水中光波波长减小)，牛顿的学说被推翻了。此后，英国物理学家麦克斯韦(1831–1879)建立电磁学，他的电磁方程计算出电磁波在真空中的速度恰好等于真空中的光速，表明光就是一定频率范围内的电磁波。德国物理学家赫兹(1857-1894)用实验证实了这个预见。波动学说取得了全面的胜利。
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