Miller 实验
最早的对 Michelson-Morley 实验的怀疑,来自于 Morley 的合作者 Dayton Miller。在 Michelson-Morley 实验之后的 1900 年代,Morley 和 Miller 合作,制造了一个灵敏度为 Michelson 仪器四倍的新仪器。经过在多个不同海拔的地点,几十万次的测量之后,Miller 得出的结论是:探测到了 9 km/s 速度的“以太风”,并且测出太阳系以 208 km/s 的速度在绝对空间中运动。
虽然这个 9 km/s 的“以太风”速度比天文观测得出的地球公转速度 30 km/s 慢了不少,但也达到预期的 1/3 了,是不可忽视的。我们先想清楚一下 9 km/s (每秒 9 公里)是什么概念。音速是每秒 340 m/s,因此它是音速的 26 倍。你知道国际空间站号称的轨道速度是多少吗?27,600 km/h,也就是 7.66 km/s。GPS 卫星的速度是 14,000 km/h,也就是 3.89 km/s。所以这个“以太风”速度已经比国际空间站和 GPS 卫星还快。
其他人的实验测出来的“以太风”速度也远没有达到 30 km/s,所以我在想这里面可能有什么原因,而并不像其他人认为的只是误差。Miller 认为这可能说明地球带着靠近地面的以太在一起运动,导致“以太风”速度没有达到 30 km/s。我觉得以太不大可能存在,但也许有其它原因导致靠近地面的光子被地球“拖动”,比如空气或者引力,导致相对光速的变化没有达到 30 km/s。参考这个 Fizeau 实验,光是会被它经过的“介质”拖动的,虽然量可能很小。
还有一种可能,就是天文观测得到的 30 km/s 的地球公转速度也许是错的,地球绕太阳的速度也许并没有那么快。天文学家看了几百年了,怎么可能错?看了 Miller 的论文,我发现在 20 世纪初的时候,人们连太阳在银河系里的运动是怎样的都不知道。不仅不知道具体的速度,而且连我们是在朝北还是朝南跑都不知道。我感觉现在关于太阳系运动速度和方向的说法都可能是错的。既然太阳系的速度可以错,地球的公转速度也可以错。虽然这个可能性不是很大,但是也应该考虑。
Miller 的实验不但考虑了地球绕太阳的公转,而且考虑了太阳系自己的运动速度。太阳系的速度比地球公转快好几倍,Michelson-Morley 实验却完全没有考虑这个速度,我觉得可能是一个严重的问题。Miller 实验的结果也就是 Munera 进行他的实验的原因。Munera 认为 Miller 的实验发现了问题,说明也许存在一个反例,所以虽然Miller 的结论不被主流所接受,这个实验也应该重新再做。
Miller 的实验被很多人忽视,包括爱因斯坦在内。爱因斯坦说 Miller 得到这个结果是因为没有考虑温度问题。对此 Miller 评论说:“爱因斯坦教授的问题是他对我的实验一无所知,他写信给我,暗示我可能没考虑温度。我不会头脑简单到连温度问题都没有考虑吧。”
我觉得 Miller 和 Munera 的科学精神值得尊敬。虽然我没有条件制造 interferometer 那样的设备得到“定量”的结果,但我会做一个简单的实验,尝试“定性”地得到类似的结论。我希望探测到太阳系在绝对空间中的运动,这就是为什么理解太阳系的运动方式对我很重要。
Miller 的论文可以参考以下两篇:
1. The Ether-Drift Experiment and the Determination of the Absolute Motion of the Earth.

