第2部分

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波動說認為，光不是一種物質粒子，而是由於介質的振動而產生的一種波。我們想象一下水波，它不是一種實際的傳遞，而是沿途的水面上下振動的結果。光的波動說容易解釋投影裡的明暗條紋，也容易解釋光束可以互相穿過互不干擾。關於直線傳播和反射的問題，人們很快就認識到光的波長是很短的，在大多數情況下，光的行為就猶同經典粒子一樣。

而衍射實驗則更加證明了這一點。但是波動說有一個基本的難題，那就是任何波動都需要有介質才能夠傳遞，比如聲音，在真空裡就無法傳播。而光則不然，它似乎不需要任何媒介就可以任意地前進。舉一個簡單的例子，星光可以穿過幾乎虛無一物的太空來到地球，這對波動說顯然是非常不利的。但是波動說巧妙地擺脫了這個難題：它假設了一種看不見摸不著的介質來實現光的傳播，這種介質有一個十分響亮而讓人印象深刻的名字，叫做“以太”（aether）。

就在這樣一種奇妙的氣氛中，光的波動說登上了歷史舞臺。我們很快就會看到，這個新生力量似乎是微粒說的前世冤家，它命中註定要與後者開展一場長達數個世紀之久的戰爭。

他們兩個的命運始終互相糾纏在一起，如果沒有了對方，誰也不能說自己還是完整的。到了後來，他們簡直就是為了對手而存在著。這出精彩的戲劇從一開始的伏筆，經過兩個起落，到達令人眼花繚亂的高潮。而最後絕妙的結局則更讓我們相信，他們的對話幾乎是一種可遇而不可求的緣分。17世紀中期，正是科學的黎明到來之前那最後的黑暗，誰也無法預見這兩朵小火花即將要引發一場熊熊大火。

飯後閒話：說說“以太”（aether）。

正如我們在上面所看到的，以太最初是作為光波媒介的假設而提出的。但“以太”一詞的由來則早在古希臘：亞里士多德在《論天》一書裡闡述了他對天體的認識。他認為日月星辰圍繞著地球運轉，但其組成卻不同與地上的四大元素水火氣土。天上的事物應該是完美無缺的，它們只能由一種更為純潔的元素所構成，這就是亞里士多德所謂的“第五元素”

——以太（希臘文的αηθηρ）。而自從這個概念被借用到科學裡來之後，以太在歷史上的地位可以說是相當微妙的，一方面，它曾經扮演過如此重要的角色，以致成為整個物理學的基礎；另一方面，當它榮耀不再時，也曾受盡嘲笑。雖然它不甘心地再三掙扎，改換頭面，賦予自己新的意義，卻仍然逃不了最終被拋棄的命運，甚至有段時間幾乎成了偽科學的專用詞。但無論怎樣，以太的概念在科學史上還是佔有它的地位的，它曾經代表的光媒以及絕對參考系，雖然已經退出了舞臺，但直到今天，仍然能夠喚起我們對那段黃金歲月的懷念。它就像是一張泛黃的照片，記載了一個貴族光榮的過去。今天，以太（ether）作為另外一種概念用來命名一種網路協議（ethernet），看到這個詞的時候，是不是也每每生出幾許慨嘆？

向以太致敬。

三

上次說到，關於光究竟是什麼的問題，在十七世紀中期有了兩種可能的假設：微粒說和波動說。

然而在一開始的時候，雙方的武裝都是非常薄弱的。微粒說固然有著悠久的歷史，但是它手中的力量是很有限的。光的直線傳播問題和反射折射問題本來是它的傳統領地，但波動方面軍隊在發展了自己的理論後，迅速就在這兩個戰場上與微粒平分秋色。而波動論作為一種新興的理論，格里馬第的光衍射實驗是它發家的最大法寶，但它卻拖著一個沉重的包袱，就是光以太的假設，這個憑空想象出來的媒介，將在很長一段時間裡成為波