时间先回到200年前。

19世纪初，在托马斯?杨和菲涅尔等人的努力下，光的波动说逐渐被人们接受。随之而来的一个问题就是：既然光是一种波，那光的介质是什么？

水波是一种波，它的介质是水；声波也是一种波，它在空气中传播时，介质就是空气。这些波之所以能传到远处，就是因为相邻介质点之间有力的作用，大家一个“推”一个，把波传了出去。

既然光也是一种波，我们自然会觉得光波也应该和水波、声波一样，是依靠相邻介质点的相互作用传播到远处的。

那么，光的介质是什么呢？光可以穿过遥远的星空来到地球，那么这种介质也应该遍布宇宙。我们给它取个名字，就叫以太。

以太似乎看不见摸不着，就像空气一样。但是，大家都知道，如果我们相对空气运动，就能感觉到风。同理，如果我们相对以太运动，按理说也能感受到“以太风”，这就是很多实验寻找以太的思路。

如果光的介质是遍布宇宙的以太，我们自然就会觉得光的速度是相对以太而言的，就像水波的速度是相对水面那样。

这样导致的直接后果就是：我们必须假定麦克斯韦方程组只有在以太系中才成立。

因为只有这样，我们才能只在以太系里推出光的速度是c，才能说光的速度是相对以太而言的，才不跟上面矛盾。

从这里大家也能感觉到：当我们在谈论光和以太的时候，我们其实是把牛顿力学的那一套搬了过来。我们希望用以太的力学性质来解释光波，就像我们用空气和水的振动来解释声波和水波那样。

牛顿力学大获成功以后，不仅牛顿被封了神，力学也同样获得了至高无上的地位。

于是，科学家们开始形成了这样的一种观念：力学是成功的，完美的，至高无上的，其他领域的东西只有最终在力学这里得到了解释，才能算是科学。我们要利用力学的世界观和方法论去解决其他领域的各种东西。

这种观念，我们称之为力学的自然观，或者机械的自然观（在英文里，力学的和机械的是同义词，都是mechanical）。

在力学自然观的大背景下，大家试图用以太这种力学模型来解释光，解释电磁波就是非常自然，而且非常合理的一件事了。

只是大家后来发现这样做有许多困难，才开始逐渐放弃用力学去解释电磁学，转而认为电磁理论也是跟力学一样基本的东西。

也有走得更极端的，他们试图反过来用电磁理论去解释力学，也就是把电磁理论看成更基本的东西。这种观念叫电磁自然观，此乃后话。

总之，相信大家了解了这些以后，就不会对以太的出现感到突兀了，甚至会觉得非常自然。因为无论是从波动说，还是从力学自然观的角度，认为光的传播需要一种介质都是理所当然的事情。而以太，只不过是它的名字而已。

有了“光是借助以太这种介质来传播”的观念以后，我们就可以根据光的传播情况来反推以太的一些性质。

比如，光能从遥远的星系穿过太空来到地球，那太空中就应该充满了以太；光在以太中衰减很少，天体可以毫无阻力地穿过它，那以太就应该非常稀薄；因为光是横波，那这肯定又对以太有某种限制……

当然，只有这些肯定是不够的，于是人们就设计了各种以太相关的实验（绝非只有迈克尔逊-莫雷实验一个），以求进一步了解以太。爱因斯坦在大学期间也设计了相关实验，不过因为没有得到学校的支持而作罢。

这篇文章的主题是狭义相对论的诞生，我不可能把所有的以太实验都列出来，那够写一本书了。这里只介绍几个跟爱因斯坦创立狭义相对论关系比较大的实验。

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