精讲《从一到无穷大》-26以太的死刑——迈克尔孙莫雷实验
在上一回我们讲到了科学家们认为光是在以太中传播的,找到了以太就找到了绝对空间。那么科学家们是如何寻找以太的呢?今天就来给大家介绍一下一个最简单的想法,当然是测出不同方向光的速度。
精讲《从一到无穷大》-26以太的死刑——迈克尔孙莫雷实验
在上一回我们讲到了科学家们认为光是在以太中传播的,找到了以太就找到了绝对空间。那么科学家们是如何寻找以太的呢?今天就来给大家介绍一下一个最简单的想法,当然是测出不同方向光的速度。
我们上一回讲过,如果顺着以太风光速就会变大,如果逆着以太风光速就会变小。地球在围绕太阳旋转,所以无论以太风向哪边吹,总是有些时候地球是顺着以太风的,有些时候地球是逆着以太风的。在不同的时刻或者向不同的方向发出的光,速度就应该是不一样的。
我们采用以前讲过的妇科等人的方法进行测量,测出光速的变化就找到以太了。不过这种测量方法对精度的要求太高。地球围绕太阳运动的时候,速度大约是30千米每秒。在一年中地球相对于以太风的速度最大只能差出60千米每秒,可是光速却是30万千米每秒。要想测出这个差别,这个实验在当时做起来还是有点困难的。于是人们选择了另外一条路来寻找以太,这就是光的干涉。
什么是干涉呢?比如有一根绳子,我们在绳子的两头抖动就会形成两列波。这两列波耸起的部分叫做波峰,下凹的部分叫做波谷。当两列波相遇的时候,它们的振动会叠加。如果波峰和波峰叠加,就会出现一个更大的波峰。如果波峰和波谷叠加就会抵消而归于平静。假如两列波持续不断的叠加在一起,就会出现有的地方震动的很厉害,而有的地方却十分平静。这种现象我们就叫做波的干涉。
水波也是经常用来解释干涉的一个例子。可是长久以来人们一直不能观察到光的干涉,这是因为光的波长太短了,频率和相位也不是很稳定,很难发生干涉。所以包括牛顿在内的许多大科学家都认为光是一种微粒而不是波。直到1773年,牛顿已经去世45年了,一个英国的小男孩咕咕坠地,他的名字叫做托马斯杨。
托马斯杨是一个传奇人物,据说他两岁的时候就开始阅读了,13岁的时候,已经熟练的掌握了拉丁文、希腊语、法语和意大利语,又开始研究希伯来语、阿拉B语和波斯语。他比较了400种语言,提出了印欧语系,后来又凭借对罗塞塔石碑的研究,成了最早破译埃及象形文字的人之一。除了在语言方面的天赋,托马斯杨还是一个著名的医生。20岁的时候,他发现了眼睛可以自动调焦,提出了散光的原理,在心脏、血管等方面也很有建树。托马斯杨还会演奏当时世界上所有的乐器,甚至有人传言他会走钢丝,溢美之词多的难以言表……