转帖： 《文盲正侃时间史第一部【物理正传】》

柳之心

　　我们一起擦了擦眼睛，还是没有移动。

　　于是我们一起傻眼了。

柳之心

　　再来一遍！

　　我们又一起擦了擦眼睛，擦大劲了，眼前金星有了，但移动没有。

　　……

柳之心

　　这大概是一起普通的交通肇事，这个这个大概是巧合……可能是今天天气不太好、太不好或者太好，也许以太的状态有些特殊，或者是其他别的什么原因，很多的巧合凑在一起导致了难以解释的结果，总之我们要反反复复调校设备，在不同的季节，地球运转到轨道不同的位置，反反复复做这个实验，我相信，总有一天我们会看到那美丽的动感条纹，那一天，将是电磁学和牛顿力学大统一的一天，将是人类历史上伟大的一天！让我们一起期待吧！迈克尔逊坚定地说，莫雷坚毅地点点头。

　　好吧，既然这样，我们就先不围观了。你们继续。

　　5天过去了。没有移动条纹。

柳之心

　　一年过去了……

　　像以往的每一年一样，这一年很快就过去了。但对于迈克尔逊和莫雷而言，这是漫长的一年。

　　对整个物理界而言，这也是难捱的一年。

　　因为等待是一种煎熬。越急迫的等待，煎熬的时间越漫长、过得越缓慢。

　　人们在等待那个美丽的梦想，但每次突如其来的都是无情的现实。

　　时间、位置、角度、精度、环境、设备结构……能考虑的都考虑了，能变换的都变换了，能调试的都调试了，能改进的都改进了，不论怎样，就是见不到期待中的条纹移动。

　　不是巧合，再多的巧合也抹不平事实的忧伤。杯具啊！

　　这个始料未及的结果把他俩和当时的科学界惊呆了。也把咱俩惊呆了——尽管咱俩已经是第N次看到这个结果。

　　人们不知所措：为什么呢？

柳之心

　　实验“失败”了，我们没能证明光速可变，没能证明以太的存在，没能捍卫伟大、光荣、正确、光芒万丈的牛顿理论！

　　之后，根据这一原理，无数人重复了这一实验，结果无一例外不符合牛顿理论的预言。

　　还记得那个操作起来很难很麻烦的实验方案吗？后来，还真有不嫌麻烦的，想办法利用月光、日光、星光与地球运转的相对速度来测定光速。

　　要知道，迈克尔逊-莫雷实验是光源在地球上，测的是“光速可否随光源运动而变化”，而后来人们利用日月星辰的光，既有光源（日月星辰）运动，也有观察者（地球）运动，可以说更有说服力，至于怎样精确测量天体的光速变化，我没找到资料，不过如果换了我，就用对准光源的天文望远镜作为小亮的替身。

　　虽然他们使用的手段不明，但结果很明朗：不管地球是顺光、逆光、侧光、侧逆光运转，测得的光速都是C！

　　希望破灭了。

　　上帝啊，光速真TMD是“固定”的！

柳之心

　　为什么？！这都是为什么？？！！为什么？？！！这都是为什么？？！！！！为什么？？！！ 这都是为什么？？！！！！！！！！……

　　马教主，收了神通吧。拜托！您老人家每次出来吼都要下雨的。

　　物理界一片沸腾：这是怎么了？不应该呀，不合理呀，不管光源和观察者怎么动，光的速度居然不变！这解释不通呀？这可如何是好啊！快传以太上殿……以太呢？

　　……

柳之心

　　1907年，迈克尔逊因“发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究”成为美国历史上第一位诺贝尔奖得主。这次实验史称以太漂移实验，也叫迈克尔逊-莫雷实验，为了以后好记，我们用一个迷人的名字：MM实验。这是一次“失败”的实验，但同时也是科学史上划时代的实验，它证明了光速不变，它所带来的质疑、无奈和震动，引起了人类的又一次科学革命！这是后话，不提。

　　一例显而易见的观测

　　

　　不解决光速问题，物理学难以为继。

　　实验证明，光速不变。那么，是不是实验设计原理出了问题？经过多方论证，答案是否定的，实验设计原理没有问题，实验过程也没有问题。

　　如果说，当时的实验设备、设计思想有问题，那么时至今日，可以上天入地的现代人,利用各种高科技手段，各种测量，答案都是一样一样一样的啊。

　　尽管如此，我们仍然可以怀疑这一切。因为我们总是不明真相，这个事实足以令我们怀疑一切。

　　OK，OKOK OK，我们不做实验，来亲眼看一看事实，看看现实中，光速在我们眼中是否可变。

柳之心

　　但是，光速那么快，即使它变快点，或变慢点，精密仪器测起来都费劲，我等肉眼凡胎，更看不出来了！

　　别急，虽然上天给我们的肉体太多高压限制，速度、力量、感官……很难取得一点突破，但有一处还是很宽松的，那就是智慧。智慧达到一定高度，肉眼凡胎也可以出神人。

　　这里的神人，当然就是指智慧的科学家们。

　　科学家们替我们找到一个显而易见的观测对象——双星。

柳之心

　　这里所说的双星，是由两颗星组成的一个系统，也叫联星，是指这样的两颗星：它们距离很近，质量大抵相当，谁也不服谁，谁也不甘心围着对方转，却互相被势均力敌的引力吸住，不得不围绕共同的重心公转，就像领导班子里平分秋色的俩副手，总想抽冷子给对方一下，奈何大家都想到一块去了。不过从表象上看，它们更像电影里两个八卦门拳师交手前的情形。

　　我们要观察的双星系统是这样的：它们的公转轨道面与我们观察的角度基本持平，这样，双星就会在一颗转向我们时，另一颗转离我们，如此往复。

　　好的，现在我们先给双星起名，她俩一个叫苏小小，一个叫陈圆圆。这一年小小17岁，圆圆也17岁。现在，小小和圆圆在我们眼前翩翩起舞，顺时针互转，由于她俩体重一样，所以相互绕着她们共同的重心——也就是圆心飞转，美极了妙极了简直OK顶呱呱！不愧是著名青年舞蹈歌唱行为艺术家。

　　像我们这样热爱艺术的人，此时此刻，当然只顾欣赏艺术，因而没时间搞测量。

　　所以只好请JC蜀黍帮我们测了一下数据，这个圆的半径，哦，是70码。那个圆心离我们的距离，是700码！

　　经严密监测，JC蜀黍得知，她俩每4秒转一圈。那么，两位MM身上发出的光，速度是多少呢？美女就是美女，光离开她们都是一步三回头，才140码/秒！

　　（PS：嘿嘿，这个例子里，数据缩小是为了有利于计算和理解，其实换成光速300000公里/秒，双星转速300公里/秒，公转半径120000000公里，离我们的距离8000000000000公里……除了看起来眼更花些，别无它用）

柳之心

　【图】双星观测图。哈哈，美女看不清，这次是俯视图，木办法。

　　她们转的这个圈，对我们来说，有这样两个点：离我们最远的那个点叫“远”，离我们最近的那个点当然就叫“近”了。顺时针转哦。此刻，巧极了，苏小小在“远”，陈圆圆在“近”。

　　OK，可以开始我们的观察了。不过要有心理准备，观察过程中，我们可是要动用小学算术知识储备的哟！准备好了？那开始吧。记住，假设前提是：光速是可变的，是随光源变化的。

　　苏小小嫣然一笑，莲步轻移，腰身一闪，用2秒钟完成了绕场半周的动作：从“远”点出发，经过“右”点，飘到“近”点，她离我们的距离由770码变为630码——与我们拉近的距离就是圆的直径140码。

　　虽然，她是绕了个半圆，而不是直接沿着直径从“远”点飘到“近”点，但我们看到了问题的关键：她与我们拉近这140码的距离是用了2秒，所以我们可以把她划弧时接近我们的变速处理成一个平均值，平均在这2秒里来计算：小小以每秒70码的速度接近我们。