歷史上最偉大的“失敗”實(shí)驗(yàn)

早在一百多年前，以太實(shí)驗(yàn)就由阿爾貝特·邁克耳孫和愛(ài)德華·莫萊設(shè)計(jì)并完成。邁克耳孫-莫萊實(shí)驗(yàn)的唯一目的就是檢驗(yàn)宇宙中的神秘以太是否真的存在。這個(gè)令人期待已久的實(shí)驗(yàn)，是為了修正1881年一個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而設(shè)計(jì)的，它成為了1887年曾聚集在現(xiàn)在名為凱斯西儲(chǔ)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)社團(tuán)熱議的話題⑩。最終，連19世紀(jì)末那些最杰出的人都沒(méi)想到會(huì)有這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生。

實(shí)驗(yàn)背后的想法是革新的，這沒(méi)錯(cuò)。邁克耳孫和莫萊推理到，如果以太真的存在，那么它必須是一個(gè)可以存在于任何地方、寧?kù)o且穩(wěn)定的能量。如果它真的存在，那么地球穿越太空中的這個(gè)場(chǎng)時(shí)，就會(huì)創(chuàng)造一個(gè)可以被測(cè)量的運(yùn)動(dòng)。如同我們可以通過(guò)堪薩斯州平原上巨大的金色麥田來(lái)檢測(cè)空氣的波痕一樣，我們也可以檢測(cè)以太的“波痕”。邁克耳孫和莫萊將這種假定的現(xiàn)象命名為以太風(fēng)。

任何一個(gè)飛行員都會(huì)同意說(shuō)，當(dāng)一架飛機(jī)順著大氣的氣流飛行，就會(huì)讓行程時(shí)間縮短。不過(guò)，如果逆著氣流飛行，就很麻煩，時(shí)間會(huì)被延遲數(shù)小時(shí)之久。邁克耳孫和莫萊思考到，如果他們能沿著不同的兩個(gè)方向，同時(shí)發(fā)射出一道光線，通過(guò)這兩束不同的光到達(dá)各自目的地的時(shí)間，可以檢測(cè)出以太風(fēng)的存在及其流動(dòng)情況。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的想法非常好，而實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻讓每個(gè)人都大吃一驚。

圖1如果以太存在，邁克耳孫和莫萊相信，逆著以太流的那束光會(huì)慢一些（A），順著以太流的那束光會(huì)快一些（B）。這個(gè)在1887年完成的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)以太流；結(jié)論是以太不存在。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果困擾了科學(xué)家們上百年。在1986年，《自然》雜志報(bào)道了用更加精密的儀器測(cè)量的結(jié)果。概要是：具有以太特性的場(chǎng)被檢測(cè)到了，它的特性就如同上百年前所預(yù)言的那樣

簡(jiǎn)而言之，邁克耳孫和莫萊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備沒(méi)有檢測(cè)到以太風(fēng)。1881年和1887年的兩個(gè)試驗(yàn)得出了相同的結(jié)論：以太不存在。在權(quán)威雜志——《美國(guó)科學(xué)雜志》上，邁克耳孫解釋說(shuō)，這個(gè)他稱之為歷史上“最偉大的‘失敗’實(shí)驗(yàn)”的結(jié)果意味著：“試驗(yàn)結(jié)果顯示，存在以太場(chǎng)的假設(shè)是錯(cuò)誤的，所以基于該假設(shè)所得出的結(jié)論也是錯(cuò)誤的。”盡管這個(gè)要證明以太存在的實(shí)驗(yàn)以“失敗”告終，但它事實(shí)上證明了，以太場(chǎng)所具有的特性并不是科學(xué)家們先前所以為的那樣。比如說(shuō)，把手指放在頭頂上檢測(cè)空氣的存在，如果只是因?yàn)槟銢](méi)有在這個(gè)過(guò)程中感覺(jué)到微風(fēng)的存在，而得出空氣也不存在的結(jié)論，那么，這就跟1887年那個(gè)實(shí)驗(yàn)的推導(dǎo)過(guò)程沒(méi)什么兩樣了。

現(xiàn)代科學(xué)家將這個(gè)實(shí)驗(yàn)作為以太并不存在的證明，他們的研究也一直是在“宇宙中的一切都是相互獨(dú)立的”這個(gè)前提下進(jìn)行的。他們接受的事實(shí)是：一個(gè)個(gè)體在世界上的某地做些什么，和其他地方完全無(wú)關(guān)，也不會(huì)對(duì)地球另一面的某個(gè)人產(chǎn)生任何影響。值得爭(zhēng)議的是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)成了一個(gè)深刻影響著我們世界觀的事件。這樣一種思維的后果是，我們控制我們的國(guó)家，武裝我們的城市，測(cè)試我們的核彈，耗盡我們的資源，并認(rèn)為我們所做的一切都不會(huì)對(duì)其他地方造成任何影響。從1887年起，這種萬(wàn)事萬(wàn)物彼此孤立的想法，讓我們構(gòu)建了整個(gè)社會(huì)的文明，而這個(gè)想法本身卻被越來(lái)越多的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)證實(shí)是錯(cuò)誤的！