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因為光和電磁在這時候被看成是波,也就是說某種振動。振動必須在什麼東西里面才能發生,因此,就需要一種以太,並長期認為存在一種以太。直到1909年,偉大的英國物理學家湯姆森仍堅持說:〃以太不是哪位愛好思索的哲學家的憑空想像,它對我們來說就像我們呼吸的空氣那樣不可缺少。〃……他說這番話4年多以後,就無可爭議地確定以太並不存在。總而言之,人們確實離不開以太。 如果你需要說明19世紀的美國是個機會之鄉的理念,那麼你很難再找到像阿爾伯特·邁克爾遜這樣的例子。他1852年生於德國和波蘭邊境地區的一個貧苦的猶太商人家庭,小時候隨家人來到美國,在加利福尼亞州一個淘金熱地區的礦工村裡長大。他的父親在那裡做乾貨生意。家裡太窮,他上不起大學,便來到首都華盛頓,在白宮的正門口游來晃去,希望能在尤利塞斯·S。格蘭特每天出來散步時碰上這位總統。(那顯然是個比較樸實的年代。)在這樣散步的過程中,邁克爾遜深深博得了總統的歡心,格蘭特竟然答應免費送他去美國海軍學院學習。就是在那裡,邁克爾遜攻讀了物理學。
第八章 愛因斯坦的宇宙(2)
10年以後,邁克爾遜已經是克利夫蘭凱斯學校的一名教授,開始有興趣測量一種名叫以太漂移的東西……運動物體穿越空間所產生的一種頂頭風。牛頓物理學的預言之一是,在觀察者看來,光在穿越以太過程中的速度是不一樣的,取決於觀察者是朝著還是逆著光源的方向移動。但誰也想不出對此進行測量的方法。邁克爾遜突然想到,地球有半年時間是朝著太陽的方向運動,有半年時間是逆著太陽的方向運動的。他認為,只要在相對的季節裡進行仔細測量,把兩者之間光的運動速度進行比較,就能找到答案。 邁克爾遜說服電話的發明者、剛剛發了財的亞歷山大·格雷厄姆·貝爾提供資金,製造了一臺邁克爾遜自己設計的巧妙而靈敏的儀器,名叫干涉儀,用來非常精確地測定光的速度。接著,在和藹而又神秘的莫雷的協助下,邁克爾遜進行了幾年的精心測量。這是一件非常細緻而又很花力氣的活兒,邁克爾遜的精神一下子完全垮了,工作不得不中斷了一段時間。 但是,到1887年,他們有了結果。而且,這個結果完全出乎這兩位科學家的意料。 加州理工大學天體物理學家基普·S。索恩寫道:〃結果證明,光的速度在各個方向、各個季節都是一樣的。〃這是200年來……實際上恰好是200年……出現的第一個跡象,說明牛頓定律也許不是在任何時候、任何地方都適用的。用威廉·H。克羅珀的話來說,邁克爾遜…莫雷結果成為〃很可能是物理學史上最負面的結果〃。為此,邁克爾遜獲得了諾貝爾物理學獎……從而成為獲此殊榮的第一位美國人……但要過20年之後。與此同時,邁克爾遜…莫雷實驗像一股黴味那樣令人不快地浮動在科學家的腦海深處。 令人注目的是,儘管他有了這項發現,當20世紀來到的時候,邁克爾遜覺得自己和別人一樣,認為科學工作快要走到盡頭……用一位作者在《自然》雜誌上的話來說:〃只要添上幾個角樓和尖頂,在房頂上刻幾處浮雕就夠了。〃 當然,實際上,世界即將進入一個科學的世紀。到時候,誰都會懂得一點,誰都不會什麼都懂。科學家快要發現自己在粒子和反粒子的汪洋大海里漂浮,東西瞬間存在,瞬間消失,使毫微秒時間也顯得十分緩慢,平平常常,一切都是那麼古怪。科學正從宏觀物理學向微觀物理學轉變。前者,物體看得見,摸得著,量得出;後者,事情倏忽發生,快得不可思議,完全超出了想像的範圍。我們快要進入一個量子時代,而推動其大門的第一人就是那位迄今為止一直很倒黴的馬克斯·普朗克。 1900年,普朗克42歲,已是柏林大學的理論物理學家。他揭示了一種新的〃量子理論〃 ,該理論認為,能量不是一種流水般連續的,而是一包包地傳送的東西,他稱其為量子。這確實是一種新奇的概念,而且是一種很好的概念。從短期來說,它能為邁克爾遜…莫雷實驗之謎提供一種解釋,因為它表明光原來不一定是一種波動。從長遠來說,它將為整個現代物理學奠定基礎。無論如何,它是第一個跡象,表明世界快要發生變化。 但是,劃時代意義的事件……一個新時代的黎明……要到1905年才發生。當時,德國的物理學雜誌《物理學年鑑》發表了一系列論文,作者是一位年輕的瑞士職員。他沒有上過大學,沒有用過實驗室,通常跑的也只是伯爾尼國家專利局的小小圖書館。他是專利局的三級技術審查員。(他申請提升為二級審查員,但遭到了拒絕。) 他的名字