在电梯里手机为什么没信号？源于惊人的发现

　　菲索在实验室测算出光速的二十多年后的1873年，英国科学家麦克斯韦（Maxwell，18311879）出版了堪与牛顿《原理》比肩的物理学经典巨著《论电和磁》，不过这本书并不像《原理》那样一诞生就技惊四座、光芒四射。
　　《论电和磁》刚开始的时候并未得到大多数人的认同，这也难怪，电和磁都是虚无缥缈的东西，对它们进行描述的理论总不像对小球的运动规律进行总结的理论那样让人觉得实在。麦克斯韦认为电和磁是同一种物质的不同表现形式，麦克斯韦用一组简洁优美的方程组描述出它们之间的性质和相互作用力，这个方程组叫作麦克斯韦方程组。
　　你只要随便翻看一本讲物理学或科学史的书，里面基本上都会提到麦克斯韦方程组是数学美的典范，无数大科学家都被它的美震撼。单从它的表现形式之美来说，它就不可能是错误的（事实上直到今天，所有经典物理学中的公式除了麦氏方程组以外，都被相对论修正，唯独麦氏方程组仍然保留着他那简洁优美的形式，似乎添加任何一笔都是多余）。
　　麦克斯韦方程组乃是由四个方程共同组成的：高斯定律：该定律描述电场与空间中电荷分布的关系。电场线开始于正电荷，终止于负电荷（或无穷远）。计算穿过某给定闭曲面的电场线数量，即其电通量，可以得知包含在这闭曲面内的总电荷。更详细地说，这定律描述穿过任意闭曲面的电通量与这闭曲面内的电荷之间的关系。高斯磁定律：该定律表明，磁单极子实际上并不存在。所以，没有孤立磁荷，磁场线没有初始点，也没有终止点。磁场线会形成循环或延伸至无穷远。换句话说，进入任何区域的磁场线，必需从那区域离开。以术语来说，通过任意闭曲面的磁通量等于零，或者，磁场是一个无源场。法拉第感应定律：该定律描述时变磁场怎样感应出电场。电磁感应是制造许多发电机的理论基础。例如，一块旋转的条形磁铁会产生时变磁场，这又接下来会生成电场，使得邻近的闭合电路因而感应出电流。麦克斯韦安培定律：该定律阐明，磁场可以用两种方法生成：一种是靠传导电流（原本的安培定律），另一种是靠时变电场，或称位移电流。
　　根据这一套优美的方程组，麦克斯韦预言了一种神奇的叫作电磁波的东西。麦克斯韦说：随着时间变化的电场产生了磁场，反之亦然。因此，一个振荡中的电场能够产生振荡的磁场，而一个振荡中的磁场又能够产生振荡的电场，于是，这些连续不断同相振荡的电场和磁场循环往复，永不停歇，就像一粒石子扔入湖中产生的涟漪，电磁场的变化也会像水波一样向四面八方扩散出去，这个扩散出去的电磁场我把它叫作电磁波。虽然我现在还无法用实验的方法证明它的存在，但我坚信它一定存在。
　　很遗憾，天才麦克斯韦只活到48岁，到死也没能亲眼见证电磁波的诞生。他死后没几年，一位德国的青年物理学家赫兹（Hertz，18571894）接过了麦克斯韦的衣钵。1888年，赫兹终于在实验室里发现了人们怀疑和期待已久的电磁波。
　　赫兹的实验公布后，轰动了全世界的物理学家，大家纷纷效仿此实验，所有的实验结果都证明麦克斯韦的电磁理论是正确的，麦氏方程组取得了决定性的胜利，麦克斯韦的伟大遗愿也终于得以实现。既然电磁波是一种波，那么它的传播速度就可以用频率乘以波长算出来。频率很高，是由实验设备的各种参数决定的，而波长也不难测，只要拿着一个感应器找到波峰（感应电流最强）和波谷（感应电流最弱）即可算出波长。赫兹没有费多大劲就拿到了波长和频率，他把两个数值一乘，得出了电磁波的传播速度是31。5万千米秒（限于实验精度，和真实的速度有误差），一个惊人的速度。
　　等等，等等，我相信你和赫兹一样，看到这个数字突然觉得很熟悉。这个数字好像在哪里见过，31。5万千米秒，31。5万，啊！这个数字不正是菲索旋转齿轮法测出的光速吗？难道天下竟有如此的巧合？这真是一个巧合呢还是说，还是说光就是一种电磁波？赫兹被这个想法弄得兴奋不已。不光是赫兹，全世界还有很多的物理学家都因为这两个一致的数字在猜测光是否就是一种电磁波。正所谓众人拾柴火焰高，很快，大量的实验数据接踵而至，各种电磁波和光的相同特性被发现，科学界很快就达成一致意见：没错，光就是一种电磁波！
　　现在我们再从电磁波的角度来研究一下，光的传播速度到底是相对于什么而言的。波的传播速度等于介质震动的频率乘以波长，因而这个速度是相对于介质而言的。比如我们熟悉的水波，当一颗石子扔到水中产生涟漪的时候，这些涟漪在产生的瞬间也就脱离了跟石子的联系，它们会在水中按照相对于水的恒定速度传播出去，因而我们在讲水波的传播速度的时候，隐含的参考系是水而不是那颗石子。同理，当我们谈论光的速度的时候，根据前面这种思想，隐含的参考系也不应该是光源，而是光的传播介质。但众所周知，光是一种能够在真空中传播的东西，遥远的星光穿过空无一物的宇宙空间到达我们的视线，那么这个参考系、这个介质到底是什么？
　　那不就是牛顿所说的绝对空间和以太吗（注意，以太这个词并不是牛顿发明的，牛顿是以太学说的主要支持者）？牛顿的绝对时空观在统治了物理学界两百年后达到了顶峰，伟大的艾萨克牛顿爵士，您的光芒无人能挡，您为物理学构建起了雄伟的大厦，现在，就差最后一个能证明以太存在的实验，来为这座雄伟大厦砌上最后一块砖了！
　　既然已经知道了光相对于以太的传播速度约为30万千米秒，那么光速就成为能证明以太存在的最佳证人，关键是要说服它出庭作证。我们看看让光速出庭作证的这个实验是怎么构想的：我们的地球以30千米秒的速度绕太阳公转，在宇宙空间中飞行，换句话说，我们的地球在以太中高速地飞行。如果把我们的地球想象成一艘大船，我们站在船头，就会迎面吹来强劲的以太风，那么通过伽利略变换和速度合成公式，我们很容易得出光在顺风和逆风中的传播速度，这两个速度显然会不一样。
　　我们只要能用实验证明以上猜想，那么就确定无疑地证明了以太的存在。
　　物理学界举杯同庆，新世纪就要到来了，这个实验无疑将是献给新世纪最好的一份厚礼。具体的实验设计众望所归，落到了实验物理学的两位泰山北斗级人物身上，他们就是麦克尔逊（Michelson，18521931）和莫雷（Morley，18381923）。这二位也的确是当仁不让的人选，尤其是麦克尔逊，此人一生痴迷于光速的测量。
　　对了关于标题的问题，因为电梯把电磁信号屏蔽了。
　　大家都学过中学物理中的静电屏蔽效应，即导体空腔内外的电荷分布不会互相影响，因为导体中的自由电荷会随着导体内外的电荷产生的电场而做出调整，达到屏蔽的效果。
　　电梯中的信号问题与这有些类似，电梯可看作一个封闭的导体空腔，由于自由电荷的影响，电磁波不容易穿过导体。在手机信号的频率波段下，电磁波在导体中的穿透距离很小，强度衰减得很快。因此，手机发出的信号很难传到电梯外，电梯外的电磁信号也难以传到手机上。