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8磁场中的以太状态研究（第1页）

爱因斯坦8磁场中的以太状态研究

19世纪末，也即1895年夏天，16岁的爱因斯坦以《磁场中的以太状态研究》的理论文章介入了以太和磁场的研究领域，这是爱因斯坦人生中第一篇理论物理学论文，由14个段落组成，它引用了朱尔·维奥勒的三大卷高等物理学教科书上的一些观点，并选取了科普杂志上海因里希·鲁道夫·赫兹发现电磁波实验的一些报道。

在自己人生的第一篇理论物理学论文中，爱因斯坦采纳了以太的机械模型之一，将以太视为一种普通的弹性介质，从以下几个角度进行了论证：

1、磁场的能量是以太的弹性势能，因此，磁场的存在对应于以太中的应力变化。

2、弹性介质内的波速正比于应力与质量密度之比的平方根。

3、忽略弹性介质即以太质量密度的微小变化，则弹性介质内的波速即光速正比于应力的平方根。（注：假定变化微小的因素为定值是所有牛叉理论构建过程中的共性）

结论：通过测定以太中的波速即光速在磁场中的变化可以来推算磁场所对应的应力变化，并研究这种应力变化与磁场大小的关系。

爱因斯坦人生中第一篇理论文章既采用了特定的以太模型，又假定了以太中的光速（相当于如今所说的真空中的光速）可变，从科学角度讲是错误的——哪怕在当时也并不正确。爱因斯坦采用的将以太视为普通弹性介质的特定模型即使在当时也已有些过时了，而他将磁场能量视为以太弹性势能的“理论”，也是落伍的，当时物理学前沿已将磁场能量视为动能。

不过爱因斯坦人生第一篇理论文章的价值本就不在于其原始目标是否达成，通常那也是达不成的，而在于它是爱因斯坦早期思维的呈现，对于追溯爱因斯坦当时的知识背景也很有价值。在爱因斯坦这篇理论文章中，我们可以看到，他当时已接触到了某些特定的以太模型，并将之作为了自己思考电磁现象的框架。从这篇文章提到的若干概念——比如双折射、赫兹实验、偏振等，则可以看出他当时对光学和电磁理论已有过不少涉猎，已知道光是一种电磁波。不过另一方面，这篇文章认为以太中的光速可变，因此才会提出通过测定光速变化来推算应力变化，这跟麦克斯韦电磁理论是不相符的，被认为显示了爱因斯坦当时对麦克斯韦电磁理论缺乏了解，但这也不足为奇，因为麦克斯韦电磁理论甚至在当时某些大学的电磁学课程中都尚未成为标准内容，而此时16岁的爱因斯坦只是一个中学肄业生而已。

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