在现代物理学的认知中，光子有三个特性：
1.光子会对应一定的能量。
2.光子具有特定的传播方向。
3.光子具有偏振的特性。
根据波的振动方向，波可以分为横波和纵波。横波中，最容易理解的例子是用绳索上下振动所形成的机械波，最普遍的则是光波，或者电磁波。纵波的典型例子是声波。
偏振是横波的一种特征，即波的振动方向和波的传播方向垂直。光波可以看作电矢量的波动，而电矢量振动的方向与光的传播方向垂直，这种现象就叫光的偏振。
对于有明确偏振方向的横波而言，如果在波的振动方向上设置阻碍，波的前进就会受到影响，人们正是通过横波的这个特性来确定那些不容易观察的波究竟是横波还是纵波的。在19世纪初，科学家已经发现光具有偏振现象，并确定了光是一种横波。当然，那时的人普遍相信这是因为以太海的存在。
在“物质以太”的观念下，光子被看作由等量的正以太元素与负以太元素形成的组对结构，所以光子的偏振是指：在光子前行时，光子内的正以太元素与负以太元素在空间上的相对位置会持续发生变化，两者的距离也会发生周期性的转变。
图8-2 光子的偏振
这个图与现代物理学中光波的电矢量图是匹配的，它描述了当光子前行时，其内正负以太元素空间位置的变化情况。但在以太假说下，我们尤其要注意：
1.随着光子的前行，光子中正负以太元素之间的距离会发生周期性的改变，而这会影响光子的物理特性。
2.光子与以太海中激发出的能量会相互影响。随着光子中正负以太元素之间的距离发生周期性的改变，以太海中被激发出的以太元素也会发生对应的位移。
因为现代物理学假设以太并不存在，所以当面对上述物理现象时，前者很难给出圆满的解释，只能引入随机性。
而根据“物质以太”的观点，一切仍然在决定论的范畴之内。在引入“物质以太”的相关假设以后，以往难于解释的现象都会得到解答。甚至，这种解答本身也可以看作对“物质以太”相关假设的佐证。
这两种观点的核心差别在于，对现代物理学而言，光子是一种单独的粒子，它自身便具有波动性；但在以太观念下，光子是由正负以太元素组成的复合结构，且是一种动态结构，其空间位置上的波动性要归因于以太海，后者同样是由正负以太元素形成的复合结构。
此外，在现代物理学的观念里，对于光子这种微观粒子而言，它天然具备随机性，但在物质以太的观念下，光波的前行是光子与以太海这两者之间明确发生的以太作用，我们可以如宏观物理一样去思考其物理过程，并对结果进行预测。
在上一节，我们提供了对单光子双缝干涉实验的以太解释，其关键在于以太海的波动。接下来要讨论的实验，其关键在于光子自身的波动，也就是光子内部正负以太元素距离的改变。
让我们详细进行阐述。
实验器材
偏振片。它能在光波的振动方向上设置阻碍，其特性是只允许特定偏振方向的光子通过。
实验步骤
首先，让一束自然光垂直照向偏振片。自然光由大量偏振方向不同的光子组成。这种操作的结果是，符合偏振片通过方向的光子会穿过偏振片，形成一束偏振光，其偏振方向与偏振片的验偏方向完全相同；另一部分不符合偏振片通过方向的光子，会被偏振片拦住。
图8-3 偏振片与偏振光
光的偏振不像绳索的偏振那样容易观测，人们无法直接观察光的形态，更难以对单独的一个光子进行观测，只能观察一束光通过偏振片前后的强度，并根据结果进行推测。
我们发现，对于上面这种偏振片而言，如果一束阳光垂直照向一个偏振片，假设这束光在通过偏振片前的能量（光强）是2E，那么，通过偏振片后光线的能量只剩下一半，也就是光强降低了一半，变成E，而这束光中每个光子的偏振方向都与偏振片中缝隙的方向相同，符合这个偏振片的验偏方向，或者说允偏方向。
现在，我们得到了一束偏振方向明确，光强也明确的偏振光。让我们在此基础上，再做三个实验。
实验1
如果我们让这束偏振光再次通过一个跟之前放置方式一样的偏振片，即这两个偏振片允许通过的方向相同，那么，这束偏振光在通过第二个偏振片以后，光强不变，还是E。
实验2
如果我们90°旋转第二个偏振片，让它允许通过的方向与第一个偏振片垂直，我们会发现没有光能通过第二个偏振片。
实验3
如果我们45°旋转第二个偏振片，会发现这一次有光通过。通过第二个偏振片前的光强是E，而通过后的光强是E/2。
目前所有介绍光偏振现象的书都会讲述上面这组实验，用来说明如下事实：
1.太阳光，即光学中的自然光，其内众多光子的偏振方向各异，当它们通过验偏方向明确的偏振片时，只有一半的光子会通过。由此可以得出一个非常粗略的事实，即垂直于偏振片通过方向的光子都被拦下了。
2.自然光在通过第一个偏振片后，会由偏振方向各不相同的光子群，变成统一的、偏振方向与偏振片验偏方向一致的光子群，即光学上说的偏振光，或者更准确一点，线偏振光。
3.后面的3个实验，实验1表明：自然光通过第一个偏振片形成的线偏振光，其偏振方向的确很明确，所以其内任何光子都不会被第二个平行放置的偏振片阻拦。实验2表明：如果这束偏振光撞上了与自己偏振方向垂直的偏振片，则不会有任何光子穿过去。
4.实验1和实验2都比较好理解，实验3比较令人费解。为什么当偏振光的振动方向与第二个偏振片成45°夹角时，会有刚好一半的光通过？更难以理解的是，为什么最终通过的光，光强虽然减少了一半，但光的颜色没有变化？
在光学的基础认知里，光的颜色、能量、频率三者是等价的。既然光子在通过偏振片后颜色不变，就说明每一个光子在通过倾斜放置的第二个偏振片以后，其能量并没有变化。
也就是说，当这束偏振方向相同的偏振光通过第二个偏振片以后，并不是每一个光子都减少了一半的能量，而是有一半数量的光子完整通过了第二个偏振片，另一半数量的光子则被完整地拦了下来。
这是为什么？对于这束偏振光中的单个光子来说，或者说如果这束偏振光中只包含一个光子，那它究竟会通过第二个偏振片，还是会被拦下来？是完全随机，还是有什么机制在影响这个光子能否通过？(www.xing528.com)
对于宏观的光学现象，我们可以根据马吕斯定律[4]来计算偏振光通过有夹角的偏振片后光强的变化情况，而对于微观的一个光子，我们也可以计算它能否通过偏振片的概率。
总结一下：
1.自然光通过偏振片成为偏振光时，会损失一半的光强。
2.偏振光通过偏振片时，根据其振动方向与偏振片的夹角，只有一部分光子可以通过，而且，通过后其偏振方向会再次变化，变得与第二个偏振片的方向一致，但每一个通过了偏振片的光子的能量不会发生变化。
3.对光子群来说，这个夹角会影响这束光中总光强能通过的比例。对单个光子来说，这个夹角会影响单个光子能否通过这个偏振片的概率。这两点都能通过光学中的马吕斯定律，用统计的方法算出具体数据。
在现代物理学的认知里，人们认为这束偏振光中的每一个光子都相同，因为它们具有相同的能量、前行方向、偏振方向，所以难以理解为什么有时候光子可以通过偏振片而有时候不能。从统计上看这的确符合随机性，但现代物理学无法给出更深入的解释，只能引入随机性来解释这个实验背后的微观机制。
而在“物质以太”的观念下，我们不再认为这束偏振光中的每一个光子都相同，因为光子内的以太元素会发生周期性的波动，正负以太元素之间的距离在随时变化。而当光子到达偏振片时，不同光子的相位状态不同，这便会导致不同的结果，有的光子能通过，有的却不能。
了解了以太观念下光子的动态结构，我们再来看用来筛选光子的偏振片。
偏振片可以看成由分子或者原子组成的筛网，或者我们采用金属光栅偏振器来思考会更容易一点，这种偏振器是由平行的金属丝构成的一个金属丝筛网。
我们知道金属结构中有许多自由电子，它们会因为彼此排斥而分布于金属结构的表面，所以金属结构的表面会带负电。这个金属丝筛网中的自由电子也是这样。根据以太观念，在非常靠近金属丝的空间中存在负电场，或者说负以太元素过多的以太海，它们会影响及中和附近空间中的正以太元素。
图8-4 金属光栅偏振器
如图8-4所示，中空部分为缝隙，金属丝的表层都是电子。当然，电子具有负以太元素组成的电子外壳，并在其附近的以太海上制造了小小的负电场。
现在，让我们分别考虑上面三个实验中，偏振光通过以不同角度放置的偏振器上金属丝缝隙时的情况。
第一种是光子的偏振方向平行于偏振器上缝隙的方向，即实验1里的情况。
图8-5 实验1中的光子偏振情况演示
如图8-5所示，光子的正以太部分同时受到两侧金属丝中电子的吸引，光子的负以太部分同时受到两侧金属丝中电子的排斥，无论光子的相位状态如何，其上下两方都受力均衡或者说以太均衡，所以，偏振方向与偏振片平行的光子都可以通过两个金属丝之间的缝隙。
第二种是光子的偏振方向垂直于偏振器上缝隙的方向，也就是实验2中的情况。
如图8-6所示，光子中的正以太部分会被上方金属丝中的电子吸引，负以太部分则会被下方金属丝中的电子排斥，这两者都会让光子向上方移动。无论光子的状态如何，只要其偏振方向垂直于偏振片的方向，最后都会导致光子撞上自身正以太方向上的金属丝，光子无法通过。
图8-6 实验2中的光子偏振情况演示
第三种是最复杂的情况，光子的偏振方向与偏振器上缝隙的方向成一定的角度，比如说角度为θ，如下图所示。
图8-7 实验3中的光子偏振情况演示
分析光子中的负以太部分，我们可以确认它至少受到如下两种力的影响：
1.光子内正以太部分对其的吸引力F，方向斜下指向光子的中心；
2.靠近的金属丝对其的吸引力F'，方向垂直向下。
我们可以简单地认为，如果F'＞Fsinθ，则在光穿过偏振片那个瞬间，光子中的负以太部分会被离其最近的金属丝中的电子吸走，连带着整个光子撞击到偏振器的金属丝上。
以上是单个光子与金属光栅偏振器之间的以太作用过程。从中可以看到，微观世界里光子内部的以太元素波动是如何影响单个光子参与物理反应结果的。
感兴趣的读者可对此进行更细致的计算，我们希望借此说明，在现代物理学中，唯有引入随机性才能得到解释的偏振光随机实验，在“物质以太”观念下不但可以得到很好的解释，而且这个过程与宏观物理现象依然并无二致。而在引入随机性之后，我们只能承认我们无法知晓微观世界的细节，但在“物质以太”模型下，这其中的规律却是非常明确的。
如果以太假说成立，那么“物质以太”模型将告诉我们，无论光子还是偏振片上的粒子都由统一的正负以太元素所构架，该模型还弥补了以往研究工作所缺失的对光子本身相位的研究，从而将对实验的解释又拉回决定论的范畴之内。
我们还知道，当偏振光与偏振片的夹角是45°时，刚好有一半的偏振光可以通过。我们甚至可以根据马吕斯定律这个经验公式，更细致地研究相关现象，比如反向研究光子相位变化对其内部正负以太元素之间吸引力的影响，研究光子正负以太元素的距离、光子携带的能量与它们之间吸引力的关系。
可以说，虽然以太无法观测，但我们可以通过这类研究来探索以太内部最细微的物理学规律，由随机回归决定论，从而证实以太这种物质的存在。
以上便是“光子偏振随机”这个光学疑难现象背后的以太机制。不过，我们还是无法提前预测单个光子通过偏振片的结果，因为任何观察操作都会影响光子内部的相位状态。我们是否能制备相位确定的光子？这还需要光学专业的研究者继续跟进。
这节的内容可以看作对光子偏振随机现象的解释，也可以看作对光子以太结构的实验证实。
重复一下其中的要点：
1.当光子进入以太海后，无论光子还是以太海都会出现周期性的波动。
2.光子的波动影响的是光子的物理性质。在这个实验中，即光子是否会被阻拦。
3.以太海的波动影响的是光子成像的位置。
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