深层解读迈克尔逊-莫雷实验,它真的是相对论诞生的基础吗?

深层解读迈克尔逊-莫雷实验,深层实验生它真的解读基础是相对论诞生的基础吗?

1、深层解读迈克尔逊-莫雷实验,迈克莫雷它真的尔逊是相对论诞生的基础吗。答案并非如表面所显,相对狭义相对论的论诞提出,与迈克尔逊-莫雷实验关联不深,深层实验生背后有其他缘由。解读基础关于19世纪末物理学界的迈克莫雷“两朵乌云”之说,其中之一便是尔逊迈克尔逊-莫雷实验,有人甚至以为此实验直接诱发了狭义相对论的相对诞生,实则夸大其词。论诞从时间角度审视,深层实验生迈克尔逊-莫雷实验在1887年展开,解读基础而爱因斯坦的迈克莫雷狭义相对论却在1905年才问世,相隔长达十余年,但时间间隔并不能说明什么问题。

深层解读迈克尔逊-莫雷实验,它真的是相对论诞生的基础吗?

2、首先梳理迈克尔逊-莫雷实验的背景,实验围绕“以太”概念展开,明确目标就是寻求以太存在的实证。那么,究竟何为“以太”呢。

3、“以太”一词古而有之,最初由亚里士多德提出,但古代“以太”和近现代物理学中的“以太”概念截然不同,当时更多停留在哲学层面,与物理学全无关联。在亚里士多德时代,甚至没有物理学这一学科。

4、亚里士多德相信,世间万物由四大元素和以太构成,四大元素即水火气土,与我国古代的五行说并无二致。四大元素可见可感,而以太则不为感知所及。而首个将“以太”引入物理学的是笛卡尔,其引入“以太”解释力的超距作用。

5、随着时间推移,“以太”概念在近代物理学中越发流行,得到惠更斯、胡可等科学家的认可。在他们看来,光作为一种波,传播必然需要媒介,他们将这种媒介认定为以太。

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1、牛顿虽然坚持光是粒子,但他同样认可“以太”的存在,因为对于他来说,“以太”对牛顿力学体系至关重要。因为牛顿力学的基石就是绝对时空观,宇宙中存在绝对静止的参照系,而以太恰好满足这一特点。托马斯·杨的双缝实验证明了光的波动性,而麦克斯韦的电磁理论同样将光视为电磁波,他们也认为电磁波的传播需要媒介。于是,牛顿和麦克斯韦等物理学大家,都认同光传播需要以太作为媒介。

2、但问题在于,当时的物理学界尽管讨论以太不休,可究竟何为以太。整体而言,“以太”只是一个假定的概念,显然仅凭假设是不够的,科学需要实验的支撑,否则仅凭假设逃避问题,显然行不通。特别是在麦克斯韦方程组推演出的光速计算公式中,光速与参照系无关,这对于当时的物理学界来说,是难以接受的,因为这意味着牛顿经典力学的崩溃。

3、当时的物理学家们将以太视为光的参照系,但必须找到以太的实证,否则“以太”概念便无说服力。在更早的时候,法拉第曾试图以“场”的概念取代以太,但他的这个想法并未引起广泛关注,而他的弟子麦克斯韦却认同以太的存在,因此法拉第的“以太即场”理论并未造成太大影响。无论如何,找到以太的证据至关重要,迈克尔逊-莫雷实验便是在这种背景下展开的。

4、理论上,找寻以太证据似乎并不难。因为以太是绝对静止的,那么以太相对于太阳也应是静止的。地球绕太阳运行,速度可达每秒30公里,当地球向太阳方向运动时,会感受到“以太风”。

5、由于光在以太中传播的速度为光速,而地球相对以太的速度为,每秒30公里,那么当地球朝向和背离太阳运动时,测量出的光速应分别为-和+。也就是说,地球的运动方向不同,测量的光速便不同。迈克尔逊-莫雷实验的具体过程虽不尽相同,但原理一致,均利用地球运动造成光速的改变。然而实验结果出乎所有人预料,无论地球朝哪个方向运动,测量出的光速始终不变。

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