滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。是非成败转头空：青山依旧在，几度夕阳红。
白发渔樵江渚上，惯看秋月春风。一壶浊酒喜相逢：古今多少事，都付笑谈中。
光线吟唱着，马不停蹄，飞奔向前。
此时，不知怎的，外面风云突变，乌云密布，山雨欲来风满楼。
也好，暗一些，容易观察。感谢上帝。
光一头扎进了莫雷的观察镜头中，二话不说，一片寂静。
或许，此时无声胜有声。
莫雷将实验装置转过了90度。
镜头上，干涉条纹并没有移动！（迈克尔逊和莫雷的观测结果显示移动条纹不可能大于0.01条，跟期望值0.4相比，几乎相当于0）
“条纹没有移动！是不是装置哪里出了问题，老兄！”莫雷喊道。
“我来看一下，我说兄弟，你太兴奋了吧！竟然激动到看不见了……”迈克尔逊凑了过来。
“没理由呀！怎么不动呢？赶快检查一下装置……”迈克尔逊脸上的笑容顿时消失。
“你们来看看！动了没有？动了没有？你说……”迈克尔逊将实验仪器旋转了360度。
板上钉钉，没有！
……
一番检查后，拆了又装，装了又拆，无论怎么着，依旧看不到移动的干涉条纹！
一道闪电，雷声轰隆。
迈克尔逊和莫雷面如土灰。“不可能……不可能……一定可以看到的！一定是我们忽略了什么！一定是我们搞错了什么！……”
“一定是……一定是……噢，一定是地球绕太阳转动时，以太风的方向发生了变化，所以才看不到！一定是这样！”迈克尔逊欣喜若狂。
于是，他们决定在一年的不同时间继续重复这个实验，他们相信一定会看到条纹的。这也不是没有道理呀！可能，我们刚刚做实验的时候，刚好地球转动，以太风的方向改变了，不是M2的方向，造成两束光的速度没有了差别，时间一样了，那么自然就看不到条纹了。
但是，结果还是令人失望。不管迈克尔逊和莫雷怎么努力，在哪个时间不断观察，怎样更改地点，如何变换角度，干涉条纹就是一动不动！
怪事！怪事！咄咄怪事！实际怎么会跟牛顿的预言不同？！
此事很快在物理学界传开了，掀起了轩然大波。测定了电子电荷量的诺贝尔奖得主密立根（Robert Andrews Millikan）这样说道：“不合道理的、看上去无法解释的实验事实……”（彼得·柯文尼,罗杰·海菲尔德.时间之箭:揭开时间最大奥秘的科学旅程.湖南科学技术出版社,2002: 56）
难道是实验精度出了问题？30太小了，观察不到？没有，迈克尔逊和莫雷的实验确实可以达到这个精度，毋庸置疑。
所有的人都陷入了沉思中，百思不得其解。所以，在新世纪到来之际，开尔文勋爵把这个实验结果跟理论预言矛盾的问题比作了一朵乌云，一朵漂浮在物理学上空的令人忧心忡忡的小乌云。但是，谁也没有想到开尔文一语成谶，将来，这朵乌云还真的带来了倾盆大雨，引发了一场惊天动地的大革命。
其实，在迈克尔逊和莫雷之后的日子里不断有人重复了这一实验，但毫无例外地以失望告终。比如说，1924年Miller的实验所看到的移动条纹不超过0.014条，但根据理论的预言应该可以看到1.12条移动条纹！而Illingworth在1927年所做的实验，理论计算表明应该可以看到0.07条移动条纹，但是最终的结果显示条纹的移动不会超过0.0004条！（Skankland,Rev.Mod.Phys.27,167,1955）
回顾一下，我们为什么要做这个实验呢？先是牛顿有了假设，假设电磁波的速度仅相对以太而言方是c。之后，得到推论，在某些参照系中，可能会测得电磁波的速度不是c。再后来，我们学习了否定后件推理和肯定后件谬论，知道该怎样去判断牛顿是不是对的。所以，迈克尔逊和莫雷设计了这个实验，并进行了实验。
那么，很明显，实验结果表明这是个否定后件推理，只要一出现这种情况，不必赘言，即可证明牛顿的假设是有问题的。看来牛顿这位建筑师所设计的天梯遇到了很大的挑战。
那问题出在哪里呢？
接下来让我们当一回福尔摩斯（Sherlock Holmes），来找出问题的根源。好了，跟迈克尔逊和莫雷说再见吧，他们还苦着脸呢……
首先，我们可以肯定的是，我们不能怀疑我们一直以来的逻辑推理本身，如果我们认为逻辑推理本身有问题的话，那么几乎所有的科学都不成立了，因为我们一直引以为荣的科学就是建立在逻辑推理的基础上的。从亚里士多德到欧几里得，这种演绎推理的力量业已深深地震撼了我们的心灵；而牛顿再次将它发挥得淋漓尽致，让我们可以仅通过纸上的演绎推算，就可以对奥秘深邃的天体的运行规律了如指掌……如果p，那么就可以推出q，这个“推出”过程是应该是没有问题的。况且，要是这个“推出”，也就是逻辑本身有问题的话，那么我们福尔摩斯式的推理也就没有意义了。甚至可以说“因为逻辑本身有问题，所以才得不到干涉条纹”这样的解释都是没有意义的，因为它本身又用到了逻辑推理！
是的，首先得排除这种可能。
题外之话：殊途同归
在中学的物理课上，如果你没有东张西望、胡思乱想，或者找周公下棋聊天的话，那么你肯定还记得电子在磁场中受到了一个力——洛伦兹力，而且也不会忘记那个与此相关的公式——f=qvB（f是洛伦兹力，q是电子的电荷量，v是电子的速度，而B则是描述磁场性质的物理量）。是的，在磁场中运动的电子会受到一个磁力。伟大的奥斯特还用他那个名垂青史的实验告诉我们，电流周围会激发出磁场。
好，现在我们来做一下思维体操。假设有两个电子固定在你的面前，对于站在地面上的你来说，它们是静止不动的，你不假思索就会说——它们之间只受到了静电力，我还可以用库仑定律把这个力计算出来呢！
现在换一下场景。假如你来到了公交车上，再来看那对电子。嗯，它们已经在徐徐后退了，也就是，在车上的你看来，它们不再是静止的了。接下来，再运用你的知识来分析这时电子之间的受力情况——很明显，电子A处于电子B的电场中，所以电子A受到了一个电力。再细想一下，电子B在运动着呀，运动的电子可以看作电流，于是根据奥斯特老师的谆谆教诲，又会激发出一个磁场。这样一来，电子A在磁场中运动，就会受到洛伦兹力！总的说来，在车上的你看来，电子A受到了两个力——电力和磁力。
由于电子A和电子B具有相等的地位，也就是说它们两个不分谁高谁低，既然你电子B会产生磁场，我电子A自然也可以。既然你电子A受到了两个力，我电子B自然也一样了。这也是物理学或者说自然界中一种奇妙的对称性，有了它，我们就可以不必像分析A那样再去分析B了，可谓是事半功倍呀！
等等，你发现了什么异常吗？
都是看同一对电子，为什么地面上的你和公交上的你会得到不一样的结果呢？在地面时，电子之间只是受到静电力而已，怎么换成公交车后，它们就不仅受到电力，而且也有磁力呢？可是，两个电子压根底没有丝毫改变呀！变的只是你的运动状态罢了！发生了什么事情呢？
这里涉及的是电磁现象，难道，难道是电磁学理论在不同参考系会各不相同不成？那现行的麦克斯韦理论该是对哪个参考系才成立呢？
实际上，经典物理学的元老同样早已遇到了这个问题。不是吗？前面我们已经看到，对于麦克斯韦的那个光速c，人们也觉得很奇怪。如果按照牛顿力学的速度合成律，人们会得到在不同参考系会得到不同的光速的结论，于是，人们毫不犹豫地认为，麦克斯韦的这个c是相对于某一个参考系才成立的！而这个特殊的参考系正是大名鼎鼎的“以太”！
吃一堑，长一智，推而广之，在面对这个关于电子受力的问题时，人们也顺理成章地认为——这里的电磁学规律肯定是对于“以太”这个绝对参考系才成立的！也就是说，电子静止或是运动应该以“以太”为评价标准，而且f=qvB这个公式中的v是相对于“以太”来说的！
乍一看，这样说是无可厚非的。我们的地球相对于“以太”至少有30公里每秒的速度，这样一来，地面的你对于“以太”来说并不是静止的，因而与你相对静止的电子相对于“以太”来说就是运动的了，也就是说，上面你所说的“它们之间只受到了静电力”就不成立了，相反，它们之间除了受到电力，还会受磁力！于是，上面的矛盾不就可以迎刃而解了吗？
高招！高招！确实高招！但是，真的是这样吗？还是让实验来说话吧！
迈克尔逊和莫雷希望用光学现象得到“以太漂移”的证据，但正如我们已经看到的那样，他们遇到了困难。迈克尔逊和莫雷完成实验后不久，又有人站了出来，希望根据上面的讨论，以电磁现象来寻找“以太”的证据。结果又会如何呢？我们就来看看。
1903年，F. T. Trouton和H. R. Noble利用一个充电的平行板电容器的两极板来代替上面的电子A和B（当然，电容器的两极板与电子对稍稍不同，它们的电性是相反的），并用细磷铜悬丝将电容器悬挂起来（F. T. Trouton and H. R. Noble, Phil. Trans. , 202, 165–181 （1903）在这之前，Trouton自己也做了这个实验，F. T. Trouton, Trans. Royl.Soc.Dub.Soc.,7（1902））。因为根据上面的分析，在地面看来是静止的电荷也会受到磁力，而这个磁力将会对这对电荷系统产生力偶（所谓力偶呢，指的就是一对大小相等，方向相反但作用线不在同一直线上的力。举个例子，以前的水龙头往往都是需要旋转拧开的，当你拧开开关时，开关的把柄就会受到两个大小相等（这个就要看你“拧”的技术含量了，呵呵），方向相反但作用线不在同一直线上的力，也就是力偶。如果你有兴趣的话，不妨也来分析一下上面所说的电子系统的力偶），这个力偶将会使得电荷系统——或者说平行板——旋转过一个角度（就像水龙头的把柄旋转一样）。只要精心测量这个转动效应，不就证明我们的“以太”了吗？
然而，不幸的是，结果又让我们大失所望——没有观测到平行板系统的任何偏转！
在随后的时间，又有不少人重复做了这个实验，而且提高了实验精度，但依旧没有观测到平行板的偏转。比如说，1926年，Tomaschek和Chase就在更高的精度上重复了Trouton和Noble的工作，并证实了他们的结果（R.Tomaschek,Ann.de Phys.,78,743(1926);80,509(1926). C.T. Chase,Phys.Rev.,28,378(1926).其他一些人的工作参见J.W.BulterAm.J.Phys.,36,936 (1968) H. C. Hayden, Rev. Scientific Instruments., 65, 788 (1994)）。
Trouton和Noble的实验结果跟迈克尔逊和莫雷的如出一辙，他们都败在了寻找“以太”证据的道路上。我们不妨思考一下，他们从两条道路出发，都企图证明找到“以太”的证据，都“巧合”的是，他们的愿望都落空了，实验毫不留情地否定了他们的想法。难道他们的实验本身都“巧合”地出现了问题吗？按理说，这不大可能吧。或者，这“殊途同归”的背后还隐藏什么更大的不为人知的秘密？
我们不妨继续前进，寻找最终的答案…… |
楼主: 中原
狗仔卡
发表于 2008-6-23 11:51
发表于 2008-6-29 09:44
这个论坛上的许多人都是被05年的那一期吸引过来的,也是05年的第一期开始看的
发表于 2008-7-8 13:19
