什么是迈克尔逊-莫利实验(Michelson-Morley Experiment)？

1887年进行，迈克尔逊-莫利实验被称为"科学上最成功的失败实验"，也被称为"第二次科学革命理论方面的起点"。迈克尔逊-莫利实验为反对发光（含光）乙醚的想法提供了有力的证据，这在当时的物理学家中非常流行。Albert Michelson因其在物理学方面的工作而于1907年获得诺贝尔奖。考虑一下物理波和声波是如何通过介质传播的：液体或气体，如水或空气。自从James Clerk Maxwell~在1861年工作以来，众所周知，光是一种电磁波。物理学家们开始假设这种波穿过一种介质，这种介质是由比空气中的粒子小得多、密度低得多的粒子构成的。他们把这种物质称为以太。麦克斯韦本人帮助推广了以太的概念，很快人们就认为以太存在是理所当然的。正如当时的一些物理学家所指出的那样，以太的概念有很多问题。作为电磁能量的媒介，同时考虑到观测数据，以太必须是流体来填充空间，比钢坚硬100万倍-以支持光波的高频率，无质量且无粘性-否则它会减慢行星在其轨道上的运行速度，透明-或者更遥远的恒星会有比距离的平方更快的表观震级下降，不分散，不可压缩，在非常小的尺度上是连续的。这对任何物质都有很大的要求，而以太更像是一个理论支柱。由阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫利在现在俄亥俄州的凯斯西储大学进行的迈克尔逊-莫利实验，是以太理论终结的开始物理学家们认识到，如果以太存在，地球就会相对它移动，因为它绕着它的轴旋转，围绕太阳的轨道，太阳围绕银河系的轨道。即使以太本身移动，它也不可能完全与地球同步运动，随着时间的推移，它的运动方向和速度都会发生变化。预期的效果是一种"以太风"，根据光的传播方式，它会引起光速的轻微变化。因为地球围绕太阳运行的轨道的速度只有光速百分之一的百分之一，所以这种影响在19世纪中期，人们已经建立了各种各样的探测以太风的实验装置，但当时的仪器还不够精确。迈克尔逊-莫利实验的目的是通过使用半狭缝和全反射的两束光束以直角反射来测量光速的微小变化反射镜，然后重新组合它们，观察干涉图样。如果两束光束的速度有微小的差别，那么对探测元件的建设性干涉和破坏性干涉的图案就很明显了。为了消除实验的干扰，整个过程发生在一座石头建筑的地下室，仪器被放在一块漂浮在水银池中的大理石板上。这使得迈克尔逊-莫利实验得以旋转，以太速度随方向的变化会产生可测量的效果。最后，人们发现"以太效应"非常低几乎不可探测的——比预期的效果小10倍多。这是一个非常微小的影响，考虑到误差的范围，它可能是零。随后，越来越精确的实验证实了没有人想听到的：以太是虚构的光以某种方式在真空中以波的形式传播，就这样。迈克尔逊-莫利实验是第一个发现这一点的实验。这些发现为20世纪的理论物理学奠定了基础，包括广义相对论和量子理论。阿尔伯特·迈克尔逊因其在物理学方面的工作，于1907年获得诺贝尔奖。