这方面实际上没有人发生怀疑。
如果需要波动的概念,便提出以太作为波动的质料。为了说明这种说法所采取的全部假定,我概括地提出了另一种说法,即自然机体论。上一讲中已指出生物学的进展、进化论的出现、能的理论和分子的理论等,都迅速地破坏了传统唯物论作为完备基础的地位。但直到这个世纪末,还没有人作出过这种结论。唯物论一直居最高的统治地位。
现在这一世纪的情况是:关于质料、空间、时间、能等概念都产生了许多复杂的说法,旧传统假定的稳定性已经一去不复返了。很显然,它们不会保持牛顿遗留下来的那种形式,甚至也不会保持麦克斯韦遗留下来的那种形式。我们必须加以重新组织。现代思想的新形势的出现是由于科学理论超越了常识。
18世纪所继承下来的是有组织的常识的胜利。
这时已经抛弃了中世纪的幻想和笛卡儿的微粒旋涡说。其结果是充分地发展了宗教革命时期的历史革命中所产生的反理性潮流。这种看法的基础就是一般人可以用自己的眼睛或低621倍显微镜所能看到的东西。它把需要测量的明显事物加以测量,并把需要总结的明显事物加以总结。比方说,它曾总结了一般关于重量与体积的概念。
18世纪初期就出现一种平静的信心,认为荒谬的说法毕竟被戳破了。但今天我们却走到了思想的另一极端。表面上荒谬的东西明天是不是会被证明成为真理,只有天晓得。我们实际上是大同小异地重复着19世纪早期某些情况,只是想像力的水平更高而已。
我们的想像力水平其所以会更高,并不是因为我们具有更精微的思维能力,而是因为我们有了更好的仪器。在过去40年中,科学界发生的最重要事件就是仪器设计的进步。这一进步有一部分是由少数天才人物如迈克尔逊和德国的光学家等创造出来的。同时这也是由于制造业、尤其是冶金业工艺过程的进步而产生的。现在设计者可以掌握各种物理性能不同的材料。所以他便有把握取得自己所希望的材料,并可以在极小的公差范围内制成自己所要求的型式。这使思想达到了一个新阶段。一种新仪器就像一次外国旅行一样,显示出事物的新奇组合。这种益处不仅是新添了一些东西,而是引起了一种转变。实验方面的发明创造的进展,也可能是由于国家有更多的人材流向科学研究的结果。
不管原因是什么,近30年来精微而富于天才的实验大量地涌现出来了。
其结果是在那些和人类日常经验相去很远的自然领域中累积了大量的资料。
有两个着名的实验,一个是伽利略在这科学运动开始的时候做的,另一个是迈克尔逊利用干涉仪在181年完成的。
后者在187和1905年又曾重复过。这两个实验都说明了我的论断。伽利略从比萨斜塔上将重物坠下,证明了重量不同的东西只要是同时放下就会同时落地。从试验的技术和仪器721的精密度来看,这个试验在以往的5,00年中随时都可以做。
这儿所牵涉的概念只是重量和落下的速度。这在日常生活中都是非常熟悉的。克里特岛的敏诺斯王族从海岸边高高的城墙上把小圆石头向海里扔的时候,就可能熟习了这一整套概念。科学是从日常经验出发的,这一点特别值得注意。正是由于这样,它才很容易地和那次历史性革命的反理性主义基础结合起来。它不追究终极的意义,而只限于观察支配表面事物互相承接时的关联。
至于迈克尔逊的试验,就不可能在更早的时期里做出来了。它需要技术上的一般进步和迈克尔逊在物理实验方面的天才。它要决定的是地球在以太中的运动;同时它也假定光线是由一种波组成的,这种波的振动可以在以太中以固定的速度向任何方向传播。当然,地球是在以太中运动的,而迈克尔逊的仪器则随着地球运动。在仪器的中心有一道光被分开了。其中的一半沿着仪器走一段距离之后,再由仪器上的镜子反射回中心。另一半与前一半成直角地横过仪器走同样一段距离之后,也被反射回中心。像这样重新组合起来的光线被反射到仪器中的幕上。如果事先作了安排的话便可以看到干涉带,也就是许多黑线。这是由于两个半道光线射到幕的某一部分时,路程的长度差发生了微小的差别,因而使一道光的波峰填充了另一道光的波谷。这种路程上的差别将受到地球运动的影响。
因为最后决定的标准是以太中的路程。
因此,仪器既是随着地球运动,一半光线的路程将会由于地球运动的影响不同于另一半光线,而受到干扰。读者不妨设想自己在火车车厢里先沿着车身走一段,再横过车身走一段。
然后请你在铁轨上把你的路程记下来,铁轨在这个比喻中就相当于以太。但地球对于光线说来,运动是很迟缓的。所以在821这个比喻中你必须设想火车几乎是停下了,而你自己则在很快地运动。
在实验中,地球运动的效应应当会影响到干涉带在光屏上的位置。如果你把仪器转动一个直角,那么地球对两个半道光线的效应就将互换过来,干涉带的位置也会移动。我们可以计算出由于地球绕着太阳运动而产生的微小移动。
第41章