对迈克尔逊——莫雷实验的新解释

叶 波

对迈克尔逊
——莫雷实验的新解释

叶 波

在物理学史上，迈克尔逊——莫雷试验是一个转折点。迈克尔逊为了证明以太的存在精心设计了一个用光的干涉来探测以太漂移的试验。

人们认为，我们周围的空间中存在着一种称为以太的物质，它是光的媒介。光行差现象证明了以太相对太阳静止，地球以30公里/秒的速度在以太中运动。为了能捕捉到这种以太漂移，迈克尔逊把干涉仪固定在地球上，他认为干涉仪两条干涉臂上的光除了以光速在干涉臂上运动外，还会随地球一起以30公里/秒的速度在以太中运动。他根据以太对光来说是流体和干涉仪试验中的具体参数，计算出在试验过程中，只要将干涉仪转动90度，屏幕上光的干涉条纹会移动0.4个条纹。但试验的结果是干涉条纹没有任何移动，后经多次重复试验结果仍然相同，后来把这个没有条纹移动的现象称为“零结果”。并认为这一结果否定了以太漂移，否定了“以太风”。以太风不存在，以太当然也就不存在了。

试验结果在当时物理学界激起轩然大波。被开尔文称为当时物理学上空两朵乌云之一。

否定了以太也就是否定了电磁理论所要求的菲涅耳的静止以太说，这就使电磁学的基础受到了冲击。零结果使洛仑兹极为困惑，一再追问：“在迈克尔逊先生的实验中，迄今还会有一些仍被看漏的地方吗？”在这种无可奈何的背景下，为了挽救以太理论，他提出了长度收缩假设。

洛仑兹设想，观察者相对于以太以一定速度运动时，长度在运动方向上发生收缩（，而在运动垂直方向上不发生收缩。……