迈克耳逊以太漂移实验
十九世纪是科学发展史上一个重要的世纪，那时经典物理学已经发展成为一个成熟的学科。1865年麦克斯韦提出了电磁场理论，1888年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，电磁理论的出现把电、磁、光现象统一了起来，经典物理学已经达到了顶峰，就剩下“以太”这个宇宙间传递各种场、波、力的媒质还没有找到，如果以太被证明存在之后，物理学的大厦将xx竣工。
在十九世纪的时候，所有科学家们都认为宇宙空间中应该充满着一种神奇的物质叫以太，以太还可以分成光以太、电磁以太、引力以太，还有以太的数学理论等等，所有一切都可以与以太联系起来，在当时以太简直成了科学的同义语，所以人们也称十九世纪为以太世纪。当然，那时人们根据波动理论的传输的需要，所以也相信：无论电磁理论、以及光和引力的传递都必须有媒质----以太来支持，这个不动的以太也正好作为牛顿提到的{jd1}空间和{jd1}运动的参照物。但是，必竟以太是人们头脑中想象出来的，还没有经过实验来证实，如果谁能证明以太的存在，那么就等于亲手砌上物理学大厦的{zh1}一块砖，那将是对物理学做出何等的贡献，验证以太存在的实验自然成为人们瞩目的目标。由于迈克耳逊的专业和他在光速测量技术和测量方法上做出的{zy1}成就，使得证实以太存在的判决性实验历史性的落在他的身上，于是他动手准备寻找光以太这个具有划时代意义的实验。
既然认为宇宙中充满了以太，那么我们怎么样才能测试到以太的存在呢？我们都有现实中的经验，当我们无风的天气中开车的时候，就应该有风迎面吹来，而车一停止风就没有了。由此可以类比推理，当地球在{jd1}静止的以太中以30km/s的速度运动时，也应该感觉到“以太风”的吹拂，如果在我们地球上，以不动的坐标系来观察以太的时候，那么就应该感觉到以太在漂移。所以寻找以太是否存在的关键是能否找到以太的漂移的证据，用什么实验方法寻找和证明以太的存在呢？多少科学家们冥思苦想。
当时对以太的存在的问题，也像现在的相对论一样得到了科学界的“公认”，存在是肯定的！不同的观点在于地球的运动对以太有不同程度的曳引，但是只要不是xx{jd1}的曳引，只要有小小的差异，就应该能被测试出来。经过研究和比较，迈克耳逊巧妙地设计了一个灵敏度非常高的光干涉仪，他将一束光源用分光镜分成两束光，让其中一束沿着以太风的方向往复照射，而另一束光则沿以太风运动方向折射90o，横向走过相同的距离后，再与{dy}束光进行干涉，只要地球与以太有微小的相对运动，就能使两束光产生干涉条纹。
实际上，迈克耳逊曾经前后分两次进行了实验。{dy}次在1881年，迈克耳逊在德国留学的时候为了寻找以太漂移，曾经在波茨坦天体物理观测站进行了一次实验，实验的结果已经显示了以太漂移并不存在。由于当时的干涉仪的精度不高、实验环境较差，以及实验数据的计算存在着错误，或者是以太的曳引系数偏大等等，实验的结果遭到了一些人的怀疑。所以迈克耳逊对仪器设备进行了改造，几年后他又第二次进行了实验，人们所说的xx的以太漂移实验就是指第二次实验。
1887年，迈克耳逊重新改进了干涉仪，相约xx的科学家爱德华·莫罗，7月间在克利夫兰又进行了寻找光以太的实验。在实验环境和实验方法方面迈克耳逊和莫罗都做了大量的改进，采用水银浮力的石头平台、加大了折射的路径数以提高精度、采用旋转测量回路补偿法、补偿了不同方向的测试误差等等。本来以太漂移实验的目的是想通过实验来证明以太风的存在，从而结束长期以来人们对以太的争论。但是出乎意料的是：实验结果两束光干涉条纹仍然为0值（＜0.07），这只能说明光以太并不存在。这个意外的结果让迈克耳逊和莫罗大惑不解，所以在以后的数月的时间里，尽管在不同的条件下反复的实验，实验结果明确无误的告诉迈克耳逊以太风并不存在。实验是验证一个理论正确与否的{zh0}方法，迈克耳逊是一个严肃的科学家，尊重实验结果、尊重科学，于是迈克耳逊宣布寻找光以太的实验失败了。
但是以太论者不甘心失败，也愿意退出那个辉煌的以太时代。荷兰物理学家洛仑兹是一个以太论的支持者，他固执地认为以太存在是无疑的，以太的存在应该使得两束光产生时间差而出现干涉条纹。然而实验结果却没有测试出来干涉条纹，那一定是因为别的什么原因影响了测试结果，这个时间差被什么东西给掩盖住而看不出来呢？洛仑兹开动大脑，他想只有一种情况下可能发生，那就是沿着地球相对以太运动方向上的长度发生缩短，也只有在这种情况下两束光产生时间差为0值。如果存在着长度缩短的现象，那么就必定有一个长度缩短的比例因子β，这个比例因子保证满足物体在光速运动时长度收缩为0，所以洛仑兹在1892年提出了物体的长度收缩假设。
按照物体沿着运动的方向长度收缩的假设，那么运动着的物体的密度就应该在运动的不同的方向上存在着差异，在1902至1904年间，瑞利、特劳顿和诺布尔、布雷斯等人用不同的实验方法均没有发现因为上述假设产生的效应。尽管洛伦兹提出的假设如此大胆、新颖、超越现实，但是没有实验的验证就不能得到科学家们的支持。
物体长度收缩，还意味着物体沿着运动方向上被压缩，在达到光速的时候物体能被压缩为0，这与人们的心智也是格格不入的。物体的压缩需要力，把物体压缩的越小，需要的力就越大，把物体压缩为0则需要无穷大的力。这个力是应该是双向来的合力，否则物体不能被压扁，而是向某一个方向加速运动，可是匀速运动中物体能从哪里获得到的这个双向的力呢？脑袋撞墙可以撞扁，运动的速度快了脑袋也可以被撞扁吗？这样岂不是有生命的东西都不可以高速运动了？洛仑兹提出的物体的长度收缩假设有什么理由让人们相信呢？难怪物体长度收缩假设在当时被科学家们嗤之以鼻。
