บทความอีเทอร์และทัศะเชิงกล แปลมาจากบทหนึ่งในหนังสือ The Evolution of Physics
ที่เขียนโดย L.Infeld และ A.Einstein
ผู้แปล: คุณราชัย ประกอบการ
การอธิปรากยเกี่ยวกับความพยายามหลายอย่างต่าง ๆ กันทั้งหมดที่จะเข้าใจธรรมชาติเชิงกลของอีเทอร์ที่เหมือนเป็นตัวกลางสำหรับส่งผ่านแสงจะทำให้เรื่องยาว ตามที่เรารู้การก่อสร้างเชิงกลหมายความว่าสสารถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคต่าง ๆ ที่มีแรงกระทำตามแนวเส้นที่โยงมันเข้าไปด้วยกันและขึ้นอยู่กับระยะทางเท่านั้น เพื่อที่จะสร้างอีเทอร์ให้เหมือนเป็นสสารเชิงกลที่คล้ายวุ้น นักฟิสิกส์จะต้องสร้างสมมติฐายที่ผิดปกติและไม่เป็นธรรมชาติมาก เราจะไม่อ้างมันในที่นี้ ; มันเป็นเรื่องของอดีตที่เกือบถูกลืมไปแล้ว แต่ผลลัพธ์นั้นมีนัยสำคัญและสำคัญ ลักษณะเฉพาะที่ไม่เป็นธรรมชาติของสมมติฐานเหล่านี้ทั้งหมด ความจำเป็นที่จะต้องนำสมมติฐานจำนวนมากเหลือเกินมาใช้ โดยที่ทั้งหมดไม่ค่อยเกี่ยวข้องกันนักนั้น เพียงพอที่จะทำลายความเชื่อมั่นในทรรศนะเชิงกล
แต่มีข้อคัดค้านอื่นๆ เกี่ยวกับอีเทอร์ที่ง่ายกว่าปัญหาในการสรางมันจะต้องสมมติว่ามีอีเทอร์อยู่ ทุกหนทุกแห่งถ้าเราต้องการที่จะอธิบายปรากฏการณ์เชองทัศนศาสตร์ในเชิงกล ไม่สามารถมีอากาศที่ว่างเปล่าได้ ถ้าแสงเดินทางเฉพาะในตัวกลางเท่านั้น
แต่อย่างไรก็ตามเรารู้จากกลศาสตร์ว่าอวกาศที่อยู่ระหว่างดวงดาวไม่ได้ต่อต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ ยกตัวอย่างเช่น ดาวเคราะห์เดินทางผ่านอีเทอร์ - วุ้นโดยไม่เผชิญกับการต่อต้านอย่างเช่นที่วัตถุตัวกลางจะต่อต้านการเคลื่อนที่ของมัน ถ้าอีเทอร์ไม่ได้รบกวนการเคลื่อนที่ของสสารจะไม่อาจมีปฏิริยาระหว่างอนุภาคของอีเทอร์กับอนุภาคของสสารได้ แสงเดินทางผ่านทะลุอีเทอร์และเดินทางผ่านทะลุแก้วและน้ำด้วย แต่ความเร็วของมันเปลี่ยนไปในสสารอันหลัง เราจะอธิบายข้อเท็จจริงนี้ในเชิงกลอย่างไร? ดูเหมือนจะโดยการสมมติว่ามีปฏิกิริยาบางอย่างเกิดขึ้นระหว่างอนุภาคของอีเทอร์และอนุภาคของสสารเท่านั้น เราเพิ่งเห็นไปในกรณีของวัตถุที่เคลื่อนที่อย่างอิสระว่าเราจะต้องถือว่าปฏิกิริยาแบบนั้นไม่ได้มีอยู่จริง พูดอีกอย่างหนึ่งก็คือ มีปฏิกิริยาเกิดขึ้นระหว่างอีเทอร์และสสารในปรากฏการณ์เชิงทัศนศาสตร์ แต่ไม่มีในปรากฏการณ์เชิงกล! นี่เป็นข้อสรุปที่มีลักษณะขัดแย้งมากอย่างแน่นอน!
ดูเหมือนว่าปัญหาเหล่านี้ทั้งหมดจะมีทางออกเพียงทางเดียวเท่านั้น ในความพยายามที่จะเข้าใจปรากฏการณ์ธรรมชาติจากทรรศนะเชิงกลตลอดเวลาของการ พัฒนาวิทยาศาสตร์ทั้งมวลจนถึงศตวรรษที่ยี่สิบ จำเป็นที่จะต้องนำสสารที่ไม่เป็นธรรมชาติอย่างเช่นของไหลไฟฟ้าและของไหลแม่ เหล็ก เม็ดแสงต่าง ๆ หรืออีเทอร์มาใช้ ผลก็เป็นแค่การรวมปัญหาทุกอย่างให้อยู่ในจุดสำคัญเพียงบางจุดเท่านั้น อย่างเช่นอีเทอร์ในกรณีของปรากฏการณ์เชิงทัศนศาสตร์ ในที่นี้ความพยายามที่ไร้ผลทั้งมวลที่จะสร้างอีเทอร์ขึ้นมาในลักษณะง่าย ๆ บางอย่างและข้อคัดค้านอื่น ๆ ดูเหมือนจะบ่งชี้ว่าข้อบกพร่องที่สมมติฐานพื้นฐานที่ว่ามันเป็นไปได้ที่จะอธิบายเหตุการณ์ทั้งมวลในธรรมชาติจากทรรศนะเชิงกล วิทยาศาสตร์ไม่ได้ประสบความสำเร็จในการดำเนินการตามโปรแกรมเชิงกลอย่างน่า เชื่อตามและทุกวันนี้ไม่มีนักฟิสิกส์แม้แต่คนเดียวที่เชื่อในความเป็นไปได้ ของการที่มันจะทำให้สำเร็จลุล่วง
ในการตรวจสอบทบทวนอีกโดยย่อของเราเกี่ยวกับความคิดเชิงฟิสิกส์สำคัญที่สุด เราได้พบปัญหาบางอย่างที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ได้พบปัญหาและอุปสรรคต่าง ๆ ที่ขัดขวางความพยายามที่จะกำหนดทัศนะที่สอดคล้องกันและเหมือนกันหมดเกี่ยวกับปรากฏการณ์ของโลกภายนอกทั้งมวล มีเงื่อนงำที่ไม่มีใครสังเกตเห็นในกลศาสตร์ยุคเก่าเกี่ยวกับความเท่ากันของมวลโน้มถ่วงและมวลเฉื่อย มีลักษณะเฉพาะที่ไม่เป็นธรรมชาติของของไหลไฟฟ้าและของไหลแม่เหล็ก มีปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขเกี่ยวกับการมีปฏิกิริยาต่อกันระหว่างกระแสไฟฟ้ากับเข็มแม่เหล็ก จะต้องไม่ลืมว่าแรงนี้ไม่ได้กระทำในแนวเส้นที่เชื่อมโยงสายไฟและขั้วแม่เหล็กและขึ้นอยุ่กับความเร็วของประจุที่เคลื่อนที่ กฏที่แสดงทิศทางและขนาดของมันก็ยุ่งยากอย่างที่สุด และสุดท้ายมีเรื่องยุ่งยากมากเกี่ยวกับอีเทอร์
ฟิสิกส์ยุคใหม่ได้โจมตีปัญหาเหล่านี้ทั้งหมดและแก้ไขมัน แต่ในกาต่อสู้ดิ้นรนที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ปัญหาใหม่ ๆ ที่ลึกซึ้งกว่าถูกสร้างขึ้น เวลานี้ความรู้ของเรากว้างมากขึ้นและลึกซึ้งมากขึ้นกว่าความรู้ของนักฟิสิกส์ในศตวรรษที่สิบเก้า แต่ข้อสงสัยและปัญหาของเราก็เหมือนกัน
เราสรุปว่า :
ในทฤษฏีเก่า ๆ เกี่ยวกับของไหลไฟฟ้า ในทฤษฏีเชิงเม็ดและเชิงคลื่นของแสง เราเห็นความพยายามที่มากขึ้นจะประยุกต์ใช้ทัศนะเชิงกล แต่ในขอบข่ายของปรากฏการณ์เชิงไฟฟ้าและเชิงทัศนศาสตร์ เราได้พบกับปัญหาร้ายแรงต่าง ๆ ในกรประยุกต์ใช้นี้
ประจุที่เคลื่อนที่กระทำแรงต่อเข็มแม่เหล็ก แต่แรงแทนที่จะขึ้นอยุ่กับระยะทางเท่านั้น กลับขึ้นอยู่กับความเร็วของประจุด้วย แรงไม่ผลักและไม่ดึงดูด แต่กระทำตั้งฉากกับแนวเส้นที่เชื่อมโยงเข็มและประจุ
ในทัศนศาสตร์เราต้องตัดสินใจที่จะสนันสนุนทฤษฏีเชิงคลื่นและไม่เห็นด้วยกับทฤษฏีเชิงเม็ดของแสง คลื่นแพร่กระจายออกไปในตัวกลางที่ประกอบไปด้วยอนุภาคต่าง ๆ ที่มีแรงเชิงกลกระทำระหว่างมันเป็นแนวความคิดเชิงกลอย่างไม่ต้องสงสัย แต่อะไรคือตัวกลางที่แสงแพร่กระจายผ่านไปและคุณสมบัติเชิงกลของมันเป็นอย่างไร? ไม่มีความหวังที่จะเปลี่ยนปรากฏการณ์เชิงทัศนศาสตร์ให้เป็นปรากฏการณ์เชิงกลเลย ก่อนที่คำถามนี้จะได้รับการตอบ แต่ความยุ่งยากต่าง ๆ ในการแก้ปัญหานี้มากเสียจนกระทั้งเราต้องเลิกล้มความตั้งใจ และจึงเลิกล้มทัศนะเชิงกลด้วย