论地球和光以太的相对运动

《论地球和光以太的相对运动》，以精密实验为基础对“以太漂移”假说给出否定结果的早期论文。A.A.迈克尔逊、E.W.莫雷著。发表于1887年12月出版的《哲学杂志》第24卷第151期。

内容简介

本文否定了历史上科学界曾认为光必需通过一种称为“以太”的媒质传播的假说。该假说认为，在地球运行时，以太相对于地球有一相对运动，人们称之为“以太漂移”或“以太风”。布莱德雷所发现的光行差现象可看作是对“以太漂移”的早期观测，菲涅耳进一步导出了光在相对于以太参照系运动的透明物体中的速度公式。依据“以太漂移”说和经典速度合成法则，在地球上沿不同方向传播的光相对于地球将有不同的速度。在本篇论文中，迈克耳逊和莫雷详细描述了根据此设想设计并经过改进了的、现被通称为迈克耳逊干涉仪的精密测量仪器。干涉仪由互相垂直的两臂所组成，置于一块厚重的石板上，再通过一环形木质浮体浮于水银槽中。往返于两臂的光由于所经历时间不同，在相遇处产生干涉条纹。若将仪器旋转90°角，因两臂位置互换，干涉条纹将产生移动。依“以太漂移”理论，文中计算出此位移量应为0.4个条纹间距。但是，实验结果却是:“实际(观测到的)位移肯定小于此预期值的二十分之一，或许还小于其四十分之一。由于位移量与速度的平方成正比，所以地球与以太的相对速度或许小于地球轨道速度的六分之一，肯定小于其四分之一。”这一否定结果明确判定了所谓“以太风”是不存在的。类似的实验在以后数十年中不断被人改进和重复，但这种“零结果”仍被一再确证。

本文及其论述的实验结果，引起了物理学界的震惊。它不仅与光行差等现象的已有理论解释相矛盾，更重要的，它从根本上动摇了静止以太假说，从而直接冲击着经典物理学赖以建立的绝对时空观。开尔文在1900年把它称为是出现在经典物理学上空的第1朵乌云，而且此乌云是“非常浓密的”。为从理论上解释这一结果，菲茨杰拉德、洛仑兹、彭加勒等人都曾提出过物体在运动方向收缩的假说。爱因斯坦也曾从“企图证实地球相对于‘光媒质’运动的实验的失败”中受到启发。迈克耳逊—莫雷实验可以说是触发现代物理学革命的一次重大事件，并通常被认为是物理学史上最重要的一次否定性实验。另外，仅就其实验本身的巧妙和精确性而言，它也形成了实验物理学的一座丰碑，并且开创了现代精密光学计量的新时期。

作者简介

A.A.迈克尔逊(AlbertAbraham Michelson，1852—1931)，实验物理学家，生于普鲁士，幼年移居美国。1873年毕业于安纳波利斯海军学院，1875—1879年在该校任教，后曾赴德深造，继而在美国克利夫兰凯斯应用物理专科学校、芝加哥大学等校担任教授。主要致力于光速的测定和以干涉原理为基础的精密光学计量，1907年成为获得诺贝尔物理学奖的第1个美国人，1923—1927年任美国科学院院长。E.W.莫雷(Edward Williams Morley，1838—1923)，美国化学家。

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工具书是专供查找知识信息的文献。它系统汇集某方面的资料，按特定方法加以编排，以供需要时查考使用。根据工具书的基本性质和使用功能，可以划分为检索性工具书^[1]和参考性工具书^[2]（美国工具书专家盖茨称其为控制-检索型工具书和资料型工具书，Information:control and access，Sources of information)。另外还可以根据语种、学科内容、规模大小等标准进行划分。

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