迈克尔逊为什么对自己的实验有助于“相对论”的诞生而感到遗憾？

“以太风”实验又叫以太漂移实验，是由美国著名的实验物理学家迈克尔逊和莫雷设计出来的，在科学史上称之为“迈克尔逊—莫雷”实验。1881年，迈克尔逊进行了第一次实验。1887年7月，他又和莫雷合作再次进行实验。这个实验否定了“以太”的存在，导致了爱因斯坦相对论的建立。

在牛顿的时代，曾普遍认为，光是由机械微粒组成的粒子流。进入19世纪，麦克斯韦创立了电磁理论，这是自牛顿力学以来经典物理学所取得的最重要的成果之一。这个理论把光学与电磁学统一了起来，指出光是一种电磁波。根据当时传统的观点，既然光是波，也就要有一种传播媒质，这种媒质被称为“以太”。它被描述为无处不在，例如，太阳光之所以能传到地球，就是因为在太阳和地球间充满着“以太”。“以太”成了一个特殊的、绝对静止的惯性系，成了牛顿经典力学中绝对时空观赖以成立的基石。

既然存在这么一个传播电磁波、传播光的绝对静止的以太空间，那么地球在绕着太阳旋转的时候，就必然要以它的运行速度——30千米/秒的速度在“以太海洋”中穿行了。因此，在地球上就应该有每秒30千米的“以太风”的存在，就应该能观测到不同方向上光速的差异了。

当光的传播方向和“以太风”一致时，光速应为300000+30=300030千米/秒，当光的传播方向和“以太风”相反时，光速应为300000-30=299970千米/秒，这个结论只要能被实验所验证，那么在宇宙中就一定存在“以太”这个特殊的惯性系，存在“以太”——这个绝对空间了。为了证实“以太”的存在，科学家们作了许多实验。其中最著名、最有权威性的就是“迈克尔逊—莫雷”实验。

这个重要的判定性实验原理如下：

既然地球相对于静止的以太以每秒30千米的速度运动着，那么按照叠加定理，在地球上不同方向发射的光将有不同的速度，将这些光叠加起来，就会产生干涉条纹。如果改变光的方向，干涉条纹也将发生移动。

这个实验是由美国著名的实验物理学家迈克尔逊和莫雷设计出来的，因此，在科学史上称之为“迈克尔逊—莫雷”实验。

迈克尔逊原籍是德国，在他4岁的时候全家移居到了美国。迈克尔逊1873年以极为优异的成绩毕业于安纳波利斯的海军军事学校，毕业后留校担任教官，并于1880～1882年期间被派往欧洲学习、深造。1881年前后，他在柏林大学赫尔姆霍茨实验室工作时，研制成了一种可以测定微小长度、折射率和光波的波长的精密仪器——光学干涉仪。

1881年，迈克尔逊在波茨坦大学天体物理观象台的地下室里进行了第一次测量以太漂移的实验。实验设计十分巧妙：他让一束光线经过方向完全不同的路径（让两束光线相互垂直），然后再照射到同一个平面上。因为两束光线是同一个光源，因此必须产生干涉条纹。如果将仪器转动九十度，那么，由于其中一束光线和“以太风”平行，另一束光线和“以太风”垂直，也必然会引起干涉条纹的移动，这样就可以肯定“以太”这个绝对空间的存在了。

但是，非常遗憾的是，这个相当精密的仪器，却没有得到预期的实验结果。根本没有观测到干涉条纹的移动。迈克尔逊得到的是一个令他垂头丧气的结果：干涉条纹根本没有发生移动，因此，静止以太的假设是错误的。

迈克尔逊是一个深受经典力学理论影响的科学家，他不相信“以太”是不存在的。1887年7月他和另一位科学家莫雷合作，再次进行了这个测量“以太”漂移的实验。这一次，由于莫雷对原来的实验装置提出了好几项重要的改进，测量的精密度更高了。事实上，为了找到这个“老以太”，他们已经制成了一台测量精度高达四亿分之一的长度测量仪。

但是，这次实验的结果仍然是一个让人垂头丧气的结果。尽管实验设备十分精密，但是却再一次证明了：“以太”——这个绝对空间是不存在的。

迈克尔逊到死都相信以太是存在的，因此，他对这个实验结果非常不满意。但由于他和莫雷设计了一个精确度极高的长度测量仪，因此，获得1907年诺贝尔物理学奖金。

“迈克尔逊—莫雷”实验是一个权威性的判定实验，这个实验表明根本没有静止的“以太空间”这种东西。经典物理学的绝对时空观受到了严重的挑战，以致1900年4月27日凯尔文勋爵在为送别旧世纪所作的题为《十九世纪热和光的动力理论上空的乌云》的讲演中不得不指出：“恐怕我们仍然必须把这朵乌云看作是非常稠密的。”

在“以太风”实验的零结果的威胁之下，19世纪末至20世纪初，经典物理学已经深深地陷入了危机之中。面对这种情况，冲不出旧框框的物理学家们千方百计论证“以太”的存在，或用新的说法来维护“以太说”。

就在众多物理学家为找寻、确证“以太”存在而孜孜不倦努力奋斗时，爱因斯坦沿着一条与之迥然不同的道路辛勤探索，寻找新的解答。他从实际出发，对一直占统治地位的绝对时空观大胆发生怀疑，坚定地认为古典理论这条破船靠修补漏洞是解决不了问题的，有效的办法就是另建新船。他从迈克尔逊和莫雷的“以太风”实验的零结果出发，大胆否定了“以太”的存在，突破了束缚人们思维的“以太”框框，创立了完全不同于绝对时空观的相对论时空观。

迈克尔逊是一个到死都相信“以太”是存在的科学家，由于他的一个著名实验，导致了否定“以太”存在的相对论的出现，这实在叫他难以接受和感到遗憾。迈克尔逊曾无不懊悔地对爱因斯坦说，他没想到他的实验会引出相对论这个“怪物”。