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物理學史上一個偉大的錯誤,有時候錯誤比真理顯得更難能可貴!

19世紀世紀後期,宇宙的一些重大奧秘似乎都一一解開,都因牛頓和麥克斯韋爾的重大發現而揭開。但後來有兩名美國物理學家又在無意間有了意外發現,邁克爾遜和莫雷研究麥克斯韋爾的發現所代表的含義,也就是光以波的形式行進速度為每秒30萬公里。

他們推想,就像水波是能量在水中行進所產生的波,而聲波是能量在空氣中行進所產生的波,因此光波一定也透過某個東西行進,他們把這種東西稱為「以太」。

邁克爾遜和莫雷提出宇宙,包含太陽和地球間的宇宙全都充滿這種神奇的東西,他們相信陽光一定經由以太來到地球的,而由於地球同樣繞著太陽運轉,因此地球也一定在以太中運行。若真如此,這種移動就會造成所謂的以太風,以太風會吹過地球的表面。邁克爾遜和莫雷認為以太風在地球上偵測得到,因此他們決定設計一項實驗來測量其作用。

由於地球不斷繞著太陽運轉,因此以太風就會隨時存在,也因此會影響地球上的光速。若光束順著以太風前進,光的速度應當會比較快;但如果光的行進方向正好相反,等於是對抗迎面而來的以太風,那麼光速應當會減緩,而這兩種速度的差異應該可以測量出來。但他們測不出任何差異,無論光波朝哪個方向,他們都測不出任何速度增減。

這個結果讓他們非常不安,這說明光以太可能並不存在,更有可能表示無論往任何方向光速始終維持恆定。而如今我們知道,現代實驗已經不止一次證實了這項發現,那就是,無論光線往任何方向行進,光速永遠維持不變。光速不變的本質更深的體現在無論你身處哪裡,處於什麼運動狀態,光速都是不變的,即使你以99%的光速飛速前進,你身上發出的光的速度仍舊是光速!

邁克爾遜和莫雷極度尷尬地承認錯誤,以太根本就不存在。但這項實驗非但不算一無所獲,反而成為科學史上極其重要的重大錯誤,光的行進完全不需要介質,這個概念真是怪異,而光速恆定不變的這項發現也非常奇特,不過幸好物理學家都喜歡怪異的事物,因為這種事物經常有助於獲得突破,這也為之後的愛因斯坦對於光和物質能量的重大發現奠定了基礎!

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