《对话》不但轰动了整个学术界，而且震撼了宗教统治者。红衣主教伯拉明诺说它损害了神圣的信仰，激怒了所有的哲学家和从事学术的神学家。伽利略被宗教法庭传唤到罗马，1633年2月被监禁，6月在宗教法庭受审，遭到刑讯逼供，被迫公开宣布放弃信仰。6月22日，伽利略签署悔过书，“我奉神圣的宗教法庭之令，不再相信也不再传授地球运动而太阳静止的虚妄理论，因为这违反《圣经》。”宗教法庭的判决书写道:“伽利略，……相信他人所倡之邪说，即太阳固定于世界中心，地球做周日运动;向学生灌输此观点;发表有关太阳黑子的论文，在论文中将此说当成真理加以发挥;凭己之见曲解《圣经》，以答复他人根据《圣经》不断提出的异义;发表一封自称写给过去学生的信，信中根据哥白尼之假设，提出若干违背《圣经》真谛与权威的主张”，“我们宣判《伽利略.伽利莱对话录》一书应由国家明令禁绝，你本人交付本法庭所设教会监狱，囚禁时间由我们定夺。”据说伽利略被迫公开认错之后，仍然喃喃自语说:“可是，地球还是在动啊。”
罗马教庭宗教裁判所判处他8年监禁。几个月后，伽利略获准到佛罗伦萨附近的阿切特里过隐居生活。1642年，这位双目失明的老人在阿切特里的幽禁中凄凉地结束了他饱受迫害的一生。
按英国哲学家罗素(Bertrand Russell, 1872 -1970)的说法，伽利略是意大利最后一位伟人。在《科学的观念》中，他还说:“有些社会学家惯于贬低智慧的重要性，而将一切重大事件归于与人无关的诸多原因。我认为这是完全错误的。我相信，假如17世纪有一百个人被杀害于孩提时代，现代化的世界就不会存在了。而这百人当中，伽利略
是最重要的。”
Holton则指出:
“精神和意识上的服从必然继之以知识上的服从
;没有信仰的自由就不可能有科学的自由，没有自由，科学就不可能长期繁荣。
伽利略
之后，一直人才辈出的意大利在两百年中只出了为数不多的大物理学家。”
政教合一的严酷思想压迫使地中海的科学传统中断了，世界的科学中心向北欧转移。
8.5
牛顿
伊萨克.
牛顿
(Sir Isaac Newton，1642-1727)于1642
年12月25
日(旧历)
生于林肯郡一个农户家里。
1661年6
月进入剑桥三一学院学习，
1665年初获得文学学位。他在大学期间依靠自修全面攻读了数学和光学课程。1665-1666年间 ，欧洲两度流行黑死病(淋巴腺鼠疫
)，牛顿避难于沃尔斯索普(Woolsthoope)乡下，离群索居潜心研究。这两年时间中，他在数学、光学和力学方面获得了惊人的发现。回到剑桥以后，
1667年他当选为三一学院的研究员，第二年获得文学硕士学位。1669年，他的数学老师艾萨克.巴罗博士辞去鲁卡斯数学讲座的教授职位，让贤于这位学生。1684年8
月，天文学家
哈雷向牛顿提问说，在平方反比引力作用下，行星的轨道应该是什么形状。
牛顿回答是椭圆，并给出了证明。
哈雷非常高兴，于是鼓动
牛顿发表他的研究成果。
牛顿于同年
12月底开始动笔，到1686年
4月28日，向皇家学会提交了《自然哲学的数学原理》第一卷，随后交出了后两卷。全书共包括193个命题，于1687年
7月公开出版。《自然哲学的数学原理》从运动三定律和万有引力定律出发，“以恢宏的希腊气势展开”
(
罗素的说法)，通过纯数学演绎，建造了一个严格的科学体系，圆满完成了从
哥白尼开始的科学革命。
在
亚里斯多德的世界图像中，所有运动都需要外力推动，运动的星球必须伴以一个永恒的推动者，这个超自然的力量是上帝，上帝之手推动天体运转。
伽利略
采用了惯性定律，不再需要上帝动手推动物体运动，这就留下了第一个问题
:依照惯性理论，物体应该作匀速直线运动，行星为什么会绕太阳作封闭运动
?
第二个问题就是落体运动问题。
亚里斯多德理论认为，世界上的物质由土、水、气、火四种元素组成，其中每一种元素都有它的天然位置。土在最底层
(即在宇宙的中心)，土之上是水，水之上是气，最上面是火。每个元素都有一种到达它原来静止的“天然位置”的趋向或意图。一般物体往往由这四种元素混合而成，混合物体的实际运动倾向取决于在其中占最大数量的元素的倾向。譬如水加热沸腾向上蒸发为汽，
亚里斯多德就认为这是向水元素中加入火元素的结果。
亚里斯多德认为石头含的土元素较多，因此它要落向宇宙的中心。
亚里斯多德甚至为所有物质赋予灵魂和抱负，他论证说，这些有灵魂的物体下落速度不断加快是因为它欣慰于越来越临近宇宙的中心，临近了自己的家。于是物体运动就带上了神秘的性质。
哥白尼革命后，地球不再是宇宙的中心了，落体运动应该怎么解释呢?
有人喜欢引用威廉
.斯图克利讲的故事，说是
牛顿看见苹果落地，猛然醒悟，想到了万有引力。与此相类似还有瓦特看见烧水的茶壶冒出蒸汽，受到触动而发明了蒸汽机的故事，等等。这些故事对于鼓励儿童观察和思考也许是合适的，但是必须小心，如果科学和发明如此简单，那么科研和发明过程的艰辛就只能用来证明人类的愚蠢了。其实，无论是
牛顿、瓦特，还是其它伟大的科学家和发明家，都是站在某个研究领域的最前沿，他们理解和掌握了这个领域的最高成果，对存在的问题有独到的判断，在此基础上，经过自己的创造性努力，或许还要加上灵感和机遇，才获得了人们后来所知道的成功。
牛顿自然是世不多出的科学巨子，即使是人们一般知道的发明蒸汽机的修理工瓦特，其实也是涉猎广泛知识渊博的学者，重大的科学和技术进步绝没有轻易幸致的。
牛顿知道
开普勒第二定律——行星在相同时间内扫过相同的面积，他推断这意味着有一个向心力存在，而且它是一种与距离平方成反比的力。还有一种说法：
牛顿想到在高山之颠仍然有重力作用，那么更高和更远的地方怎么样呢，比如说延伸到月球轨道上，会不会有这种力作用呢
?假定月球也是一个落体，假定地球上一切重力表现对月球同样适用，假定这个重力就是保持月球围绕地球旋转的力量，那么月球轨道处的重力加速度应该等于月球绕地球运行的向心加速度。反过来说，如果能够证明月球绕地球运动的向心加速度等于月球对地球的重力加速度，也就可以认为正是地球引力保持了月球的绕地运动。
当时要在数量上检验这样的假定极为困难。
牛顿需要研究重力在空间传播的规律，确定究竟应该选择地面还是地心计算月球与地球的距离（彻底解决这个问题几乎用了二十年时间！），纠正已知数据的错误，等等。宣布一个旧体系死亡只需要肯定它的心脏不能跳动就行了，而要给一个新体系接生却需要把每一块布片都准备好。
牛顿假定引力按平方反比定律传播，通过单摆实验推导出引力常数，还利用
开普勒的行星运动定律进行轨道参数计算。耗费大量的时间和心血完成这些工作之后，他肯定吸引地上物体的力与保持月球绕地球转动的力性质相同。他由此归纳并提出了万有引力定律，用一个普适公式解开了
伽利略
没能解决的两个
亚里斯多德留下的难题。
牛顿保留了
伽利略
的惯性概念和力引起加速度的概念，在此基础上补充了作用力和反作用力定律，一并表述为三大基本力学定律。
通过万有引力定律和力学三定律，
牛顿把天上地下的运动统一起来了。在这次科学革命开始的时候，
哥白尼小心翼翼的给上帝搬了一个家，希望更加符合上帝的本意。而在这次革命完成的时候，
牛顿却不再让上帝留在自己的天地之中，他在哲学推理法则1中宣布
:“除那些真实而已够说明其现象者外，不必寻求自然界事物的其他原因。”谈到上帝时他说
: “我看不出有特别的东西可以证明有一个上帝存在。”
牛顿生性谨小慎微，罗素评论说
:“要是象
伽利略
必须与之斗争那样遭到反对，他恐怕一行字都不会发表。”而在思想较为宽松的英国，
牛顿居然敢于如此无视上帝的权威!
这位在知识的大海边拾贝的孩子，用美丽的贝壳和粘合剂──质量与力，建造了一个井井有条的世界模型，在这个世界模型中，从苹果落地到天体运行，从大江东去到潮起潮落，无一不在美轮美奂的秩序之中。
由
哥白尼揭开序幕，
伽利略
、
第谷.布拉赫、
开普勒依次出台表演，最后被
牛顿推向高潮的科学革命，主线是天文学，收获的却是一个完整的力学体系。通过许多科学家的努力，
牛顿力学体系扩展到当时人类物质活动的几乎一切领域，完成了现代意义上第一次科学的综合。
牛顿力学体系包含了弹性力学、固体形变理论、液体和气体中的流体理论、弹性振动和波动、声学理论、共振理论，它描述了大到恒星天体，小到分子、原子、甚至更小的基本粒子的运动过程，还成为气体运动理论以及
玻尔兹曼 (L.Boltzmann，1844-1906)-
吉布斯 (Josiah
Willard Gibbs，
1839-1903)
创建的统计物理学的基础。
牛顿力学的思想还扩展到力学领域甚至物理学领域之外。机械唯物主义的哲学体系建立起来了，生物学研究者尝试着建立生物力学，社会科学家则忙着依样画葫芦地建造社会和经济模型。对于亿万地球居民来说，不管他是否具有足够的科学素养理解这一切，
牛顿的科学体系肯定影响了甚至决定了他的生活。牛顿力学第一次把人类社会建筑在一个坚强的理性基础之上，这个基础支撑起了工业社会摩天的高楼，而在此之前，人类生活与生产活动还只能由零散的经验知识作为基础。牛顿力学为人类提供了一个广泛适用的科学语言，这种语言帮助人们跨越局部经验，形成超越局部文化的人类文明，走向交融的文化与经济体系，昭示了未来文明的主要方向。一个从科学到技术、产业、价值观念和生活方式的牛顿体系，获得了近乎理想的成功。
在西敏斯特大教堂的
牛顿墓碑上，刻着英国诗人
蒲柏
（Alexander Pope，1688-1744)写的诗句:
“世界在黑暗中，上帝说，让
牛顿出来吧，于是就光明了”，表达出人类对这位科学巨匠永恒的崇敬。
8.6 法拉第:
跨世纪的遗产
我们这一代所接受的文化遗产中，有一份极其的珍贵礼物，这就是关于电、电磁波的科学与技术。这份遗产有多大呢
?只好这样说吧，由于有了它，20世纪的几乎所有人都成了富翁，即使仅仅与19世纪相比也是如此。
人类很早就有关于电与磁的观察记载，但是没有人能够确立两者之间的关系。16世纪英国御医吉尔伯特经过研究得出结论说，电与磁是两种本质上不同的现象。18世纪，法国物理学家
库仑(Charles-Augustin de culomb，1736-1806)同时研究了电现象和磁现象，提出了磁的库仑定律和电的库仑定律。由于两者的形式非常相似，
库仑猜测磁与电之间存在着某种内在的联系。但是他没有找到能证实这个猜想的充分证据。
从1780年开始，意大利波隆那(Bolona)大学解剖学教授伽伐尼(Luigi
Galvani，
1737-1798)
利用蛙腿做动物电实验。1786年11
月6日，他偶然发现用手术刀触及已经解剖的蛙腿的外露神经时，不需要施加电流，蛙腿就剧烈抽搐。
1791年，他在《电对肌肉运动的影响》一文中，描述了这些实验，他写道:
“这一发现是这样发生的。我已经解剖好和预备好一只青蛙。当我正想做别的事情时，将该青蛙置于桌上，这桌上原有的一个电机，距它的导体相当远，而且两者之间隔着很大的空间。这时有一个在场的人，用外科小刀的刀尖偶然轻触青蛙的股神经，结果蛙腿上的所有肌肉都一再紧缩，如同有力的夹子夹紧那样。另一个在场协助我们从事电研究的人曾经注意到，当蛙腿发生这反应时，电机的导体曾放出一个火花。”“于是，我以说不尽的兴奋去试验同一现象，企图找出其中蕴藏的原因。”
伽伐尼发现如果用手握住小刀的骨柄，就不能引起这种反应。他换用细玻璃棒和铁棒代替小刀，结果发现后者能够引起同样的反应，而前者不行。
伽伐尼进一步做了许多试验后尝试着解释这个现象。他认为蛙的神经中有一种看不见的生命流体，即“动物电”或“生物电”，这种电是动物肌肉中所固有的，它会促使神经肌肉运动，而金属与蛙腿接触只是起了放电作用，如同莱顿瓶放电一样。
1792
年
伽伐尼的同胞和朋友，意大利帕维亚(Pavia)大学物理学教授
伏打
(Alessandro Volta
，1745-1806)看到了这篇论文。他继续研究
伽伐尼实验，发现两种不同金属之间夹上浸透盐水的吸墨纸，不用蛙腿也能产生电流。
伏打
得出了不同的结论，认为电来自这两块不同的金属，蛙腿神经在实验中仅仅充当了一个灵敏的验电器。
伏打
花费了8年时间，用不同金属进行实验，到1799年，他把铜片和锌片浸泡在盐水中，获得了持续电流，发明了
伏打
电池。
伏打
电池是近代电的理论与技术起点。
1800年3
月20日，
伏打
向英国皇家学会报告了他的实验。这个报告在皇家学会的《哲学学报》上发表，激起了广泛的研究热潮。
1801年9
月26日，拿破仑邀请
伏打
访问了法国，请他演示了
伏打
电池。这位皇帝为
伏打
授予奖章和奖金，破格封他为伯爵和参议员，法国科学院还接纳
伏打
为其成员。
哥本哈根的物理学教授
奥斯特
(Hans Christian Orsted
， 1777-1851)花了十几年时间研究静电与磁的关系，一直不得其解。后来他发现雷雨时候实验室的磁针出现摆动，猜测可能是电流而不是静电引起了磁场改变，于是改用伏打电堆作实验。
奥斯特
用了一个伏打电堆，一段金属导线和一根磁针，他首先把导线按东西方向布置，导线下面放着磁针，磁针呈南北指向。他认为，如果电流对磁力真有影响，在这种角度下应该看得见。这个实验作了很多次，毫无效果。在一次晚间讲演中，他突然想到把导线转个方向试试，结果这一试就名垂青史。当导线与磁针平行时，一接通电流，磁针马上就开始转动，从南北指向转成东西指向。
奥斯特
发现了电流产生磁的现象。他于
1820年7
月21日以《关于磁体周围电冲突的实验》为题目在哥本哈根公布自己的发现，随即惊动了全世界。
法国物理学家
安培
(Andre-Marie Ampere
，1775-1836)听说奥斯特的发现之后，一个星期内就写出了关于电磁现象的第一篇理论文章。接着
安培
还发现两条平行的导线之间也有相互作用，他用数学语言描述了这些现象，并且发明了最初的电流计。
英国科学家
迈克尔·法拉第(Michael Faraday，1791-1867年)
接过了科学的接力棒。
法拉第
是一个铁匠的儿子，因为家境贫穷没能读完小学，
13岁就到一个装订厂当童工。
法拉第
勤奋过人，坚持刻苦学习，立志献身科学。他读过厂里装订的一些化学和物理书籍，还常到“哲学学会”去听讲演。
1812年，他在皇家学院听了著名化学家、皇家学会会长
戴维
(Humphry Davy
，1728-1829)的讲演，对化学十分入迷。他把
戴维
的讲演内容誊写整理成一本386页的书:
《亨. 戴维爵士讲演录》，送给
戴维
。
戴维
也当过小工，年青时受过詹姆斯
.瓦特之子格里高里.瓦特的帮助和鼓励，也是通过努力自学进入科学领域的。
戴维
欣赏
法拉第
热爱科学的精神和一丝不苟的工作态度，
1813年3
月1日，皇家学院理事会决定录用
法拉第
为实验室助手，每周工资25先令。
1813
年10月13
日，他伴师出游。在这过程中他结识了
安培
、盖-吕萨克和
伏打
等著名科学家，拿破仑也接见了他们。在巴黎逗留期间中，
戴维
用电解法分离出碘元素。在佛罗伦萨，
戴维
又用大透镜点燃了金刚石，并证明金刚石是一种纯碳。
法拉第
经历了这些过程，跟着老师增长了科学才干。
1825年他成为皇家科学院成员，1825年担任皇家学院的实验室主任。
法拉第
从1820年起就为
奥斯特
的实验所吸引，他苦苦思索，做了大量实验，其目标是研究磁能否转化为电的问题。有一段时期，他的口袋里经常放着一块铁芯，一有空就拿出来摆弄，然而十余年的研究全部失败了。直到
1831年，他受到美国物理学家亨利的电磁铁实验启发，重新设计实验，终于获得成功。
1831年
8月29日，
法拉第
给绕在软铁环上的线圈A两端接通电流，同一个软铁环上还绕着另一个线圈B，
B的两端连接着一个电流计。在接通和断开电池的瞬间，电流计的指针出现了摆动。这是一个全新的发现。
法拉第
肯定这一结果后，写下了“磁感应生电”。十余年的艰辛终于赢得了收获
!这位科学家无法抑制自己的兴奋，他告诉助手说，今天是我们的节日。
这何止是他们的节日
!重大科学发现和发明之日，是全人类的节日。正如
海森堡所希望的那样，每当人类获得新的知识，并感谢第一位道出真情者，应该普天同庆!
写到这里我突然觉得悲哀，我的人类同胞到今天还是如此目光短浅，每年都有国庆节、服装节、美食节、糖酒节，却没有一个科学节发明节
!要是人类没有科学没有发明，美衣美食国家民族从何而来
?!科学与发明难道不比国家民族美衣美食更重要更伟大更值得庆祝更应该过节?!
我又想到，
达尔文
在即将参加贝格尔号的环球航行时说，我的第二次生命就要开始了，这是我的后大半生的诞生日。卡尔迪纳和普里勃却评价说，这也是全世界的一个生日。他们的评价不错，因为由此引发的事情最终弄清了人的真正出生。
尽管已经获得了磁电转换的效应，但
法拉第
还不满意。第一，因为这还不是稳定的电流，仅仅是在电池接通和断开的瞬间感生出电流;第二，更重要的在于，连这个电流也是由A边电流感应出来的。他向往的是真正把磁转变为电，获得稳定的电流。
法拉第
从实验现象中推想，B边产生电流的条件是磁环中的磁在变化，当A边电流恒定了，磁环中的磁场也稳定了，B边就不再有感生电流了。他想，何不直接用磁铁来制造磁的变化呢?
1831年
10月17日，
法拉第
把一根长203英尺的铜丝绕成圆筒线圈，线圈的两端接上电流计，又拿来一块长8.5英寸、直径3/4英寸的圆柱形磁铁。当他反复把磁铁棒从圆筒形线圈中抽出和插入时，电流计的指针来回摆动。人类由此获得了交流电。
法拉第
进一步认识到，获得感应电流的关键在于线圈与磁棒之间有相对运动。
10月28日，他利用皇家学会的一块大U型磁铁，重新设计了实验。
法拉第
把一个圆铜盘插进U形槽中转动，结果在铜盘的转轴和边缘之间测到了稳恒的电流。世界上第一架发电机就这样诞生了。
1837年法拉第发现了电介质对静电过程的影响:电和磁的作用是通过中间的电介质传送的，电介质成为电场和磁场的传播者。1839年至1855年间，
法拉第
分三卷出版了《电学实验研究》，这部著作记录了他做过的重要实验，还在理论上对电的本质、电的存在方式作出了新的解释，提出了电场和磁场概念。《电学实验研究》立即成为当时发明家和物理学家的案头必备书。
法拉第
去世的第二年，
爱迪生
(Thomas Alva Edison
，1847-1931)在波士顿的旧书摊上买到了几本
法拉第
的著作，从中获得了不可估量的知识财富，对他带来了终生的影响。
法拉第
的发现和发明照亮了全人类。可以说，继语音文化、文字文化之后，人类第三代文化──-电子-
电磁波文化体系，就应该追溯到
法拉第
的划时代贡献。
在
牛顿的理论体系中，描述万有引力的作用时，采用了绝对同时性和力的超距作用概念。
牛顿之后的数学家们坚持用这些概念描述磁和电的作用。
法拉第
放弃了超距作用的概念。他不认为物体之间除了距离之外什么都没有，而认为物体之间的空间是一个力场。这个力场的力线是弯曲的，向物体之外的一切方向延伸，并且受到其它物体的存在及其力场的影响。他甚至把属于物体的力线在某种意义上说成是物体本身的一部分。
法拉第
用新的语言来表达新的概念， 这些语言和概念对于用牛顿思想武装起来的学者们来说，还是非常陌生的。
法拉第
开了一个头，他的新观念被
麦克斯韦和
爱因斯坦继承发展。
爱因斯坦曾经充满感情地回顾说:“对于我们，
法拉第
的一些概念，可以说是同我们母亲的奶一道吮吸来的，它的伟大和大胆难以估量。”
8.7
麦克斯韦
法拉第
发现电磁感应的同一年，
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell，1831-1879)出生在苏格兰爱丁堡市一个律师家庭。他在乡下长大，19岁上剑桥大学，当年就在皇家学会的刊物上发表了两篇论文。在大学期间他还发表了论文《论
法拉第
的力线》。1854年，
麦克斯韦以优异成绩毕业于数学专业，1860年任伦敦皇家学院教授，他在这里见到了科学前辈
法拉第
，后者十分赞赏这位才华横溢的年轻人。
1865年，
麦克斯韦辞去教职，回到老家格伦莱厄庄园，在家里专心写作，8年后出版了《电磁学通论》。1871年，
麦克斯韦应聘重返剑桥，筹建
卡文迪什
实验室，并担任第一任
卡文迪什
教授和实验室主任。
麦克斯韦继承了
法拉第
的思想，并且用自己杰出的思想和数学才干建成了一个优美的电磁波理论体系。
麦克斯韦自己叙述说，“在我开始研究电以前，我决心不读任何有关这一课题的数学著作，直到我从头到尾读完了
法拉第
的《电学实验研究》为止。”“当我继续研习
法拉第
的著作时，我觉察到他对现象的想象方法也是一种数学的方法，尽管并没有用习见的数学符号的形式表示出来。我也发现，这些方法可以表示成普通的数学形式，并从而可以和那些专业数学家的方法进行比较。”
通过比较，
麦克斯韦更深入地理解到
法拉第
的科学思想和科学方法，领会到它对于已有的数学描述的优势，他举例说，“
法拉第
看到一些力线穿过全部的空间，而数学家们则只在空间中看到一些超距吸引着的力心;
法拉第
看到一种媒质，而他们则从距离以外毫无所见
;
法拉第
向在媒质中进行着的真实作用中寻求现象的依据，而他们则满足于在对电媒质发生超距作用的一种本领中找到了这种依据。”
另一方面，
麦克斯韦也发现，如果能够用最新的数学成果把
法拉第
得出的那些想法表示出来，将比它们的原始形式下的表示好得多。
麦克斯韦为此做出努力。1855-1856年间，他为
法拉第
图像化的电力线和磁力线概念提供了一种精巧的数学描述。通过对电流周围磁力线的分析，
麦克斯韦创立了著名的矢量微分方程。1862年，他更进一步，在传导电流之外又定义了位移电流，后者出现在变化的电场之中。这样就完成了磁场与电场的对称描述
:变化的磁场能够产生电场，变化的电场也能够产生磁场。
麦克斯韦做得太离谱了!简直是在物理学中进行数学和艺术创作。除了他本人的天才直觉和对物理世界对称美的信念以外，几乎没有任何理由
!当时谁也不能为它找到实验根据，也没有人能够相信
麦克斯韦的做法，甚至连
赫尔姆霍茨和
玻尔兹曼这样异常优秀的人物也花了几年时间才理解了
麦克斯韦方程的意义。
麦克斯韦方程把电振动归结为电力波和磁波的横波传动，预言了电磁波存在，且传播速度为每秒186000英里。1871年，他又完成了光的电磁波理论，使完全隔离的光学和电磁学领域紧密联结起来。
麦克斯韦48岁英年早逝，既没有来得及看到自己的理论在实验上得到验证，也没能完成一些他还可能得到的重要的理论推导。
1887年，德国物理学家赫芝(Heinrich Rudolf Hertz，1857-1894)用高压交变电流使两个金属球之间产生电火花，在屋内另一个环路间隙上测到了无线电辐射
:只要发射机环路产生一个电火花，接收环路同时也产生一个电火花。赫兹试验证明了25年前
麦克斯韦预言的电磁波确实存在，稍后又证实了它的速度与光波速度一样，光的电磁波理论获得圆满成功。
麦克斯韦有一支不可思议的神笔，画一个美丽的世界，居然她就活了!
8.8
狭义相对论
尽管
法拉第
破除了超距作用，
麦克斯韦又用数学方式描述了电磁场，但直到20世纪初，对电磁场的解释还具有牛顿力学的性质。人们认为电磁波象水波、声波一样，必须在一种有质量的介质中传播，这种能传播光波的弹性物质被叫做“以太”，它是场的载体。“以太”具有一些十分奇特的性质，用
牛顿的说法，“它的结构和空气十分相似，但要稀薄得多，精细得多，而且有弹性”，“以太能够渗进所有粗大物体，但在它们的孔隙中要比在自由空间中稀薄得多，而且孔隙愈细而愈稀薄。”到
19 世纪后半叶，洛奇认为“以太是一种充满空间的连续实体，它能够像光那样振动，它能够分裂为正电和负电，它能够以漩涡的形式构成物质，它能够连续无冲撞的传播，它能够对物质施加作用和反作用”，
J.J.汤姆逊则说“以太像我们呼吸的空气一样必不可少”，“是我们可以方便地贮存和提取能量的仓库。”这个“以太”简直神了
!19世纪中，由于光的波动学说复活，由于
麦克斯韦理论的成功以及赫兹验证了无线电波的存在，人们迷恋于“以太”假设，认为电磁场不能脱离“以太”而独立存在。
从17世纪起，人们就开始寻找“以太”。在理论上讲，地球相对于“以太”运动，在地球上发出的光波的载体是“以太”，那么光波的速度应该是与地球对“以太”的相对运动速度有关，它可以由玻璃的折射，光通过水流带来的速度变化等等方式测出来。可是从
17世纪到19世纪，测量设计得一个比一个精确，却一直不能发现“以太”相对于地球的运动。不管物理学家如何倾心渴求，“以太”始终不肯亮相，到
1900年4月
27日，开耳芬在英国皇家学会发表了一个著名的演讲，把“地球如何通过本质上是光以太这样的弹性固体而运动”称为
