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复李维老师答迈克尔逊实验的话题

已有 5326 次阅读 2012-2-26 14:42 |个人分类:时空|系统分类:观点评述| 以太, 迈克尔逊干涉, 洛仑兹收缩, 空间差

    我在科学网写了两篇关于迈克尔逊莫雷实验的学术性博文,主要目的是为了探讨其中的学术问题,重点是分析影响干涉条纹移动的因素,验证和确认迈克尔逊得出实验的结论,以及洛仑兹变换的正确性和客观性。
   
     一、迈克尔逊实验的重要地位和意义
     正如李维老师所言:“以太存在的否定实验,是这个著名的迈氏实验,因此迈克尔逊得了炸药奖。这也是美国人的第一个炸药奖。”
    关于迈克尔逊实验与美国科学、诺贝尔奖,以及洛仑兹变换和相对论的关系,我在近期的一篇博文中进行了更深入的分析,并且我认为:
     “迈克尔逊实验(MMX)已于1907年获得了诺贝尔物理学奖,其意义是开辟了科学的新领域,对于美国来说是国家荣誉和骄傲,也是世界科学中心转向美国的重要标志。
如果MMX实验所得结果被证明是由于分析错误导致的错误结论,那么对于美国的荣誉和诺奖委员会的权威性来讲,可以说是一个毁灭性的打击。”
因此,我认为美国的物理主流坚决维护相对论和迈克尔逊实验的现状,对于与相对论和迈克尔逊实验相悖的意见进行坚决的打压,从国家的荣誉和民族的情节来考虑是可以理解的。然而,这样的行为如果令科学探索工作受阻甚至在错误的循环中徘徊,是身在其中的科学家和科学的最大不幸。
 
二、影响干涉条纹及移动的因素
采用迈克尔逊实验装置(干涉仪)在相应的条件下,可以实现等厚和等倾干涉,并且利用这些原理已发展出可进行微小厚度和角度测量的专门仪器。但对于迈克尔逊莫雷实验,验证“以太”漂移说来讲,根据各种中外教材和科学百科,是以等厚干涉为基础来分析漂移的“以太”对干涉条纹移动的影响,这样问题会相对简单。原则上讲,等倾干涉是可以用的,只是条纹的计算和分析会变得更加复杂。
我在博文中引用的干涉原理图1、3和4来自于教材(也可以在网上百科中找到)、百度百科和维基百科,应该说是目前的标准知识。这些原理图的理解,我说只需几何光学和杨氏干涉的知识,并不是夸张的说法。因为理解杨氏干涉条纹用到的光程差和次光源(波包)等概念,是理解等厚和等倾干涉的基础。也就是能够理解杨氏干涉,理解迈克尔逊干涉就没有困难。
关于图2中的空间差SS',我认为是客观存在的,是必须考虑的影响干涉条纹及其移动的重要因素。因为无论我们的光学器件多么精密、实验多么精细,实际实验中两束光经反射后不可能在几何上实现完全的重合,而只是在满足两束光相干条件的近似“重合”,并且,空间差SS'同样要受“以太”漂移的影响。
我认为空间差SS'是问题的关键,也是我写这些博文的用意所在。因为它的存在可直接否定洛仑兹空间收缩(或变换)的客观性和数学上的严格性,这对于该实验能否否定“以太”,以及确立洛仑兹变换来讲是极其重要的
 
三、结束语
我想首先还是最好引用本网两位学者对相对论的调侃的话和诗,因为它们从一个侧面反映了爱因斯坦的另一种心态:

“在爱因斯坦活着的时候,几乎被当成神明,他在物理学界没有真正的朋友。他一辈子的真正的朋友,只有一个发小----贝索。贝索基本上是物理学的外行,却是一位非常合格的倾听者。在1917年,爱因斯坦写完关于光子的最后一篇论文后写信给贝索说:我觉得迄今为止,那永生的谜的发明者给我们真正的玩笑,还根本没有被理解”。爱因斯坦到去世都坚持认为,这个玩笑没有被理解。(Pais,《上帝难以捉摸》,第77)。爱因斯坦在世的时候,自认为100年后的物理学家才能理解他。爱因斯坦去世至今尚只56年,以人类目前的智力的总和,理解爱因斯坦还有困难。对他的研究了解越深,除了惊叹,几乎不能作出评价。”

——引自湖南大学刘全慧的博文“最是难解电磁场
 
——引自沈惠川译:“爱因斯坦自嘲诗
 
最后,加上自己的一点看法:
科学探索过程中,出现一些偏差是一件十分正常的事情,被政治家或权利集团所利用,作为工具以达到其目的,令科学探索工作受阻甚至在错误的循环中徘徊,是身在其中的科学家和科学的最大不幸。
 
相关博文:


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