1 | {341} [1] The presence of Professor A. A. Michelson and Professor H. A. Lorentz in Pasadena in the early months of 1927 offered an exceptional opportunity for a conference on the theoretical and practical aspects of the Michelson-Morley experiment. | [1] Присутствие проф. А.А.Майкельсона и проф. Г.А.Лоренца в Пасадене в первых месяцах 1927 г. оказалось исключительно своевременным для проведения конференции по теоретическому и практическому аспектам эксперимента Майкельсона–Морли. |
2 | Since Professor Michelson had planned, with the co-operation of the Mount Wilson Observatory, to repeat the experiment, such a conference was especially desirable. | Поскольку профессор Майкельсон планировал совместно с обсерваторией Маунт Вилсон повторить эксперимент, проведение этой конференции было особенно желательно. |
3 | This was arranged largely on the initiative of Dr. Charles E. St. John. | Большую инициативу в этом отношении проявил доктор Чарльз Э.Сент–Джон. |
4 | The experimental side was further presented by Dr. Roy S. Kennedy. | Экспериментальная часть была представлена доктором Р.С.Кеннеди. |
5 | This was supplemented by a mathematical treatment of the light-path by Professor E. R. Hedrick, as developed by himself and Professor L. Ingold, and by an account presented by Professor P. S. Epstein of the Trouton-Noble experiment, recently repeated at the California Institute of Technology by Chase, and of other recent experimental investigations. | Профессор Э.Р.Хедрик представил математический расчет светового пути, выполненный им совместно с проф. Л. Ингольдом, присутствовавший профессор П.С.Эпштейн привел расчет эксперимента Троутона–Нобля, недавно повторенного Чейсом ((Carl T. Chase. The Trouton–Noble ether drift experiment. Phys. Rev. 30, 516–519 (1927). — Прим. ред.)) в Калифорнийском технологическом институте, а также другими экспериментаторами. |
6 | Illuminating discussion followed the presentation of the general reports. | После основных представленных докладов состоялась дискуссия. |
7 | The shorthand notes were taken by Dr. Fritz Zwicky and Glenn H. Palmer, of the California Institute. | Доктором Фрицем Цвики и Гленом Х.Пальмером из Калифорнийского института были представлены короткие заметки. |
8 | These have been reviewed by the authors. | Все они были просмотрены авторами. |
9 |
| |
10 | {342} The addresses by Professors Michelson and Lorentz were followed by a detailed account of the results obtained by Professor D. C. Miller, who, fortunately, was also able to be present. | Выступления проф. Майкельсона и Лоренца были посвящены детальному изложению результатов, полученных профессором Д.К.Миллером, который, к счастью, также смог присутствовать. |
11 |
| |
12 |
Reports |
Доклады |
13 |
| |
14 |
I. Professor A. A. Michelson (University of Chicago) |
I. Профессор А. А.Майкельсон, Чикагский университет |
15 | In 1880 I conceived for the first time the idea that it should be possible to measure optically the velocity w of the earth through the solar system. | В 1880 году я впервые задумался над возможностью измерения оптическим способом скорости w движения Земли в Солнечной системе. Ранние попытки обнаружить эффекты первого порядка основывались на идее движения системы сквозь стационарный эфир. |
16 | There had been earlier attempts to discover first-order effects, based on the idea of a system moving through a stationary ether. (First-order effects are proportional to w/c, where c = light-velocity.) Talking in terms of the beloved old ether (which is now abandoned, though I personally still cling a little to it), one might have expected that the aberration of light would be different for a telescope filled with air and with water, respectively. | Эффекты первого порядка пропорциональны w/c, где c — скорость света. Исходя из представлений о любимом старом эфире (который теперь заброшен, хотя я лично еще его придерживался), ожидалась одна возможность, а именно, что аберрация света должна быть различной для телескопов, заполненных воздухом или водой. |
17 | The experiments, however, showed, contrary to the then-established theory of light, that no such difference was present. | Однако вопреки установленной тогда теории света эксперименты показали, что такой разницы не существует. |
18 | ||
19 | Fresnel's theory was the first to account for this result. | Теория Френеля первая объяснила этот результат. |
20 | Fresnel assumed that matter was able to drag along the ether partially (entrainment of ether), giving it a velocity w', so that w'= ρw. | Френель предположил, что вещество захватывает эфир частично (увлечение эфира), придавая ему скорость w', так что w'= ρw. |
21 | He was able to determine ρ (Fresnel's coefficient) in terms of the refractive index μ: . | Он определил ρ — коэффициент Френеля через показатель рефракции μ: . |
22 | ||
23 | Fig. 1 | Рис. 1. |
24 | This coefficient is easily obtained from the negative result of the following experiment. | Этот коэффициент легко получается из отрицательного результата следующего эксперимента. |
25 | Two light-beams travel along the path (Fig. 1; 0, 1, 2, 3, 4, 5) in opposite directions and give rise to a set of interference fringes. | Два световых луча пропускаются вдоль пути (рис. 1: 0, 1, 2, 3, 4, 5) в противоположных направлениях и создают интерференционную картину. |
26 | I is a tube filled with water. | I — это труба, заполненная водой. |
27 | Now if the whole system moves with the velocity w through the ether, a shift of fringes would be expected on moving the tube from position I to II. | Если теперь вся система движется со скоростью w сквозь эфир, при перемещении трубы из положения I в положение II должно наблюдаться смещение интерференционных полос. |
28 | {343} No displacement is observed. | Смещение же не наблюдалось. |
29 | By assuming a partial entrainment of the ether, Fresnel's coefficient ρ may readily be determined from this experiment. | Из этого эксперимента при условии частичного увлечения эфира может быть легко определен коэффициент Френеля ρ. |
30 | It may also be found in a very simple and direct fashion with help of the Lorentz transformation. | Он может быть также очень просто и непосредственно выведен из преобразований Лоренца. |
31 |
| |
32 | Fresnel's result was accepted universally by investigators of his time, including Maxwell, who pointed out that, while there could be no first-order effects, there might, nevertheless, be second-order effects (proportional to w2/c2). | Результат Френеля в свое время считался общепризнанным исследователями, включая Максвелла, который подчеркнул, что хотя может не быть эффектов первого порядка, возможно, могут существовать эффекты второго порядка (пропорциональные w2/c2). |
33 | Now with w ≈ 30 km/sec. for the motion of the earth, w/c=10–4, and w2/c2 = 10–8, a quantity too small to be measured, according to Maxwell. | Тогда при w ≈ 30 км/с для орбитального движения Земли w/c=10–4 и w2/c2 = 10–8, значение слишком малое для измерения, по мнению Максвелла. |
34 | ||
35 | It seemed to me, however, that by making use of light-waves, one might devise an adequate arrangement for measuring such second-order effects. | Мне показалось, однако, что, используя световые волны, можно придумать соответствующее приспособление для измерения такого эффекта второго порядка. |
36 | Consider an apparatus, including mirrors, moving with the velocity w through the ether. Suppose two light-beams to travel back and forth in the apparatus, one parallel to w, the other at right angles to w. | Продуман аппарат, включающий в себя зеркала, движущийся со скоростью w сквозь эфир, в аппарате два световых луча проходят взад и вперед, один параллельно к w, а другой — под прямым углом к w. |
37 | According to the classical theory, the change in light-path resulting from w should be different for the two beams and produce an appreciable shift of the interference fringes. | В соответствии с классической теорией изменения в cветовом пути, вызванные w, должны быть различными для обоих лучей, и это должно производить ощутимое смещение интерференционных полос. |
38 | The first device tried for the measurement of second-order effects is indicated in Figure 2. | Первая схема, в которой реализована попытка обнаружения эффектов второго порядка, изображена на рис. 2. |
39 | ||
40 | Fig. 2 | Рис. 2 |
41 | This arrangement, however, involved very great difficulties and was soon abandoned; and fortunately, because it led to the construction of the interferometer, which has proved of great value in many subsequent experiments. | При реализации ее, однако, натолкнулись на очень большие трудности и от нее вскоре отказались, и к счастью, потому что это привело к созданию конструкции интерферометра, который доказал свою ценность во многих последующих экспериментах. |
42 | ||
43 | The interferometer (Fig. 3) is known to all of you. | Интерферометр (рис. 3) известен всем вам. |
44 | ||
45 | Fig. 3 | Рис. 3 |
46 | A set of fringes is obtained by superposition of the two beams traveling from the source to a glass plate and then to mirrors 1 and 2, respectively, {344} and back. | При наложении двух лучей, пропущенных соответственно от источника к стеклянной пластинке и затем к зеркалам 1 и 2 и обратно, получается ряд интерференционных полос. |
47 | If white light is used, the central fringe will be white and the side fringes will be colored. | Если применен белый свет, то центральные полосы будут белыми, а полосы по краям — цветными. |
48 | A motion of the apparatus with the velocity w through the ether should have much the same effect on the light as a stream of water would have on a boat trying to go once forth and back across the stream, and once down and then back up the stream. | При движении аппарата со скоростью w сквозь эфир должен возникать такое же воздействие на свет, что и влияние течения воды при движении лодки, в одном случае плывущей вниз или вверх по течению, а в другом случае — вперед и назад поперек течения. |
49 | The time for getting forth and back a given distance will be different for the two cases. | Время, требуемое для преодоления дистанции вперед или назад, будет различным для обоих случаев. |
50 | This is easily seen, because, however swift the current, the boat in its transverse journey could always return to the bank from which it started, whereas, in the second case, it might be unable to get back up stream against the current. | Это легко видеть из того, что какова бы ни была скорость течения, лодка, которая движется перпендикулярно потоку, всегда может вернуться к тому берегу, с которого она стартовала, но если она движется вдоль течения, она может оказаться неспособной вернуться обратно против течения. |
51 |
| |
52 | I tried the experiment at Berlin in Helmholtz’ laboratory, but the vibrations of the city traffic made it impossible to get steady fringes. | Я попытался провести эксперимент в лаборатории Гельмгольца в Берлине, но вибрации городских магистралей не позволили стабилизировать положение интерференционных полос. |
53 | The apparatus was transferred to the observatory at Potsdam. | Аппаратура была перенесена в лабораторию в Потсдаме. |
54 | I have forgotten the name of the director (I think it was Vogel), but I remember with pleasure that he was immediately interested in my experiment. | Я забыл имя директора (думаю, что это был Фогель), но вспоминаю с удовольствием, что он немедленно проявил интерес к моему эксперименту. |
55 | Though he had never seen me before, he put the whole observatory with its staff at my disposition. | И хотя он никогда не видел меня раньше, он предоставил всю обсерваторию вместе с ее штатом в мое распоряжение. |
56 | I got a zero result in Potsdam. | В Потсдаме я получил нулевой результат. |
57 | The accuracy was not very high, because I had a light-path of only about 1 m. | Точность была не очень высока, потому что длина оптического пути составляла около 1 м. |
58 | Still it is interesting that the results were quite good. | Тем не менее, интересно отметить, что результат был вполне хорошим. |
59 | Coming back to America, I had in Cleveland the good fortune to secure the co-operation of Professor Morley. | Когда я вернулся в Америку, мне посчастливилось в Кливленде вступить в сотрудничество с проф. Морли. |
60 | The apparatus then used was the same in principle as that used in Berlin, although the light-path was made longer by introducing a number of reflections instead of a single one. | В аппаратуре был применен все тот же принцип, что и в аппаратуре, использованной в Берлине, хотя длина светового пути была увеличена за счет введения некоторого числа отражений вместо единственного прохождения луча. |
61 | The path was in fact about 10—11 m long, which should have yielded a displacement of half a fringe, due to the orbital motion of the earth. | Фактически длина пути составила 10–11 м, что должно было за счет орбитального движения Земли в эфире дать смещение в половину полосы. |
62 | But no displacement was found. | Однако смещения обнаружено не было. |
63 | The shift of fringes was certainly less than 1/20 and may be even 1/40 of that predicted by the theory. | Смещение полос было определено меньше, чем 1/20 или даже 1/40 от предсказанного теорией. |
64 | The result could be accounted for by the assumption that the earth drags the ether along nearly at its full speed, so that the relative velocity between the ether and the earth at the surface is zero or very small. | Этот результат может быть истолкован так, что Земля захватывает собой эфир почти полностью, так что относительная скорость эфира и Земли на ее поверхности равна нулю или очень мала. |
65 | This assumption, however, is a very dubious one because it contradicts some other important theoretical considerations. | Это предположение, однако, весьма сомнительно, потому что противоречит другому важному теоретическому условию. |
66 | Lorentz then suggested another explanation (Lorentz contraction) which in its final form yielded as a result the famous Lorentz transformation equations. | Лоренцем было предложено иное объяснение (Лоренцово сокращение), которое в окончательной форме выведено как результат знаменитых преобразований Лоренца. |
67 | These contain the gist of the whole relativity theory. | Они составляют сущность всей теории относительности. |
68 | The Michelson-Morley experiment was continued by Morley and {345} Miller, who again obtained a negative result. | Эксперимент Майкельсона–Морли был продолжен Морли и Миллером, которые снова получили отрицательный результат. |
69 | Miller then continued alone, and seems now to get some positive effect. | Миллер затем продолжил работы самостоятельно и, похоже теперь, что получен определенный положительный эффект. |
70 | This effect, however, has nothing to do with the orbital motion of the earth. | Этот эффект, однако, не может быть получен за счет орбитального движения Земли. |
71 | It seems to be due to a velocity of the solar system relative to stellar space, which may be much greater than the orbital velocity. | Похоже, что он возникает вследствие движения Солнечной системы относительно звездного пространства, скорость которого может быть много большей орбитальной скорости Земли. |
72 | ||
73 | The observations of Mr. Miller have stimulated new interest in the problem. | Наблюдения г-на Миллера вызывают новый интерес к проблеме. |
74 | An excellent piece of work has already been done by Mr. Kennedy, whose report you will hear. | Превосходная часть работы уже выполнена господином Кеннеди, чей доклад вы услышите. |
75 | I intend myself to go over the experiments again, but several months may pass before I shall be able to give my results, which, I hope, will shed more light on the subject. | Я намерен сам провести эксперименты еще раз, но может пройти несколько месяцев, прежде чем я смогу изложить мои результаты, которые, как я надеюсь, смогут пролить свет на этот предмет. |
76 |
| |
77 |
II. Professor H. A. Lorentz (Leiden, Holland) |
II. Профессор Х. А. Лоренц (Лейден, Голландия) |
78 | The motion of the earth through a hypothetical ether (talking in historical terms) might have an effect on different phenomena. | Движение Земли сквозь гипотетический эфир (называемый так в соответствии с исторической терминологией) может оказывать влияние на различные явления. |
79 | The first relevant phenomenon found experimentally was the aberration of light. | Первым, относящимся сюда явлением, обнаруженным экспериментально, была аберрация света. |
80 | It was discussed on the basis of the emission theory and also on the wave theory in the form Fresnel had given it. | Она обсуждалась на основе эмиссионной теории, а также волновой теории света в форме, предложенной Френелем. |
81 | From Fresnel's point of view we may argue as follows: We draw our diagrams in a system of co-ordinates which is fixed to the earth. | Точку зрения Френеля мы можем выразить следующим образом: мы строим наши диаграммы в системе координат, связанных с Землей. |
82 | In this system all ponderable matter is at rest. | В этой системе вся весомая материя покоится. |
83 | But the ether may move through it. | Но эфир может двигаться сквозь нее. |
84 | Say the velocity of the ether is w. | Допустим, скорость эфира есть w. |
85 | If the ether does not move, then the velocity of fight through matter would be u = c/μ (μ = index of refraction; c = velocity of light). | Если эфир не движется, то скорость света, проходящего сквозь вещество, будет равна u = c/μ, где μ — показатель преломления, а c — скорость света. |
86 | Now let an elementary wave be formed around P. | Теперь сформируем вокруг P элементарную волну. |
87 | This after the time dt will be a sphere of radius udt. | Через время dt она образует сферу радиусом udt. |
88 | The center O of this wave will, however, not coincide with P, being displaced over a distance kwdt, where 1–k is Fresnel's coefficient 1 – 1/μ2 = ρ. | Центр O этой волны не будет, однако, совпадать с P, а будет смещен на расстояние kwdt, где 1–k есть коэффициент Френеля 1 – 1/μ2 = ρ. |
89 | Thus k = 1/μ2. | Таким образом, k = 1/μ2. |
90 | PQ is a ray of light. (We denote by v the velocity of the rays of light.) | PQ — луч света. (Мы обозначим через v скорость лучей света). |
91 | ||
92 | ||
93 | Fig. 4 | Рис. 4 |
94 | We have then from Figure 4, in which PQ=vdt, PO=kwdt, and OQ=udt, the relation | Из рис. 4, на котором PQ=vdt; PO=kwdt и OQ=udt, мы получим соотношение: |
95 | PQ:PO:OQ = v:kw:u. | PQ:PO:OQ = v:kw:u. |
96 | Thus | и, следовательно, |
97 | u2 = v2 + k2w2 – 2kv cos (1) | u2 = v2 + k2w2 – 2kv cos (1) |
98 |
| |
99 | The derivation of this formula is based on Huyghens' principle and Fresnel's entrainment. | Вывод этой формулы основан на принципе Гюйгенса и увлечении Френеля. |
100 | Huyghens' principle can be used in any {346} case. | Принцип Гюйгенса может быть использован в любом случае. |
101 | One has simply to follow the elementary waves and to construct the successive wave fronts. | Он просто отражает распространение элементарной волны и образование последовательных волновых фронтов. |
102 | As to the coefficient of entrainment, I mention that Fresnel found it at first on a mechanical basis from his elastic theory of light. | Относительно коэффициента увлечения я упоминаю, что Френель нашел его сначала на механической основе, исходя из его упругой теории света. |
103 | This was a very remarkable performance at that time. | Это была для того времени весьма замечательная теория. |
104 | ||
105 | If we neglect terms in w2 we find | Если мы пренебрежем членами w2, мы найдем |
106 | v = u + kw cos, | v = u + kw cos, |
107 | ||
108 | ||
109 | The course of a ray of light between given points is determined by the condition (Fermat's principle) or | Ход луча света между данными точками определяется из условия (принцип Ферма): или |
110 | (2) | (2) |
111 |
| |
112 | Suppose now that is, k is inversely proportional to μ2. | Полагая теперь получим, что k обратно пропорционально μ2. |
113 | For μ=1, there is necessarily k = 1. | Для μ=1 это дает k = 1. |
114 | Thus it follows that | Следовательно, |
115 | The second term in (2) becomes then | Второй член в (2) получается таким: |
116 | Now let the motion of the ether in our diagram be irrotational, so that w depends on a velocity potential φ, w = grad φ. | Теперь будем считать перемещение эфира на нашей диаграмме безвихревым, так что w зависит от скоростного потенциала φ: w = grad φ. |
117 | Then the integral for a path between two given points P and P' becomes | Тогда интегралдля пути между точками P и P' будет равен |
118 | {347} This has the same value for all paths, and the condition (2) becomes simply as if there were no ether motion. | Это значение одинаково для всего пути и условие (2) становится простым: так, как если бы не было движения эфира. |
119 | Thus we conclude that the course of the ray is not altered by the motion of the ether. | Таким образом, мы заключаем, что ход луча не изменяется при движении эфира. |
120 | ||
121 | The considerations given above also include cases of reflection and diffraction. | Рассуждения, приведенные выше, включают также случаи отражения и преломления. |
122 | ||
123 | Now let there be two paths, 1 and 2, for a ray of light from a given point P to another given point P'. | Теперь рассмотрим два пути 1 и 2 для луча света, проходящего из заданной точки P к другой заданной точке P'. |
124 | The time required for light going over them is, for the first path, | Время, требуемое для прохождения света между ними, для пути 1 составляет |
125 | ||
126 | and, for the second path, | а для пути 2 |
127 | ||
128 | The last terms in these expressions are equal. | Последние члены выражений равны. |
129 | Therefore, the difference between the two times is not altered by the motion of the ether. | Поэтому разность между двумя интервалами времени не меняется при движении эфира. |
130 | This motion, then, has no influence on phenomena either of interference or of diffraction. | Это движение, следовательно, не оказывает влияния как на интерференцию, так и на дифракцию. |
131 | ||
132 | It may be remarked that the difference between the times just considered will be altered by the motion of the ether if this motion is not irrotational. | Можно заметить, что разность между интервалами времени, которая обсуждалась выше, должна зависеть от движения эфира, если это движение не безвихревое. |
133 | The change is given by the difference of the two integrals and taken for the two paths between P and P'. | Изменение создано разностью двух интегралов и взятых для двух путей между P и P'. |
134 | For this difference one can write the line integral of the velocity w taken over the closed circuit formed by the two lines. | Для этой разности можно написать линейный интеграл скорости w, взятый по замкнутой цепи, сформированной двумя траекториями. |
135 |
| |
136 | Let us consider, for instance, the earth's rotation. | Рассмотрим два примера вращения Земли. |
137 | If the ether is stationary, its motion relative to the earth will be a rotation in the opposite direction. | Если эфир стационарен, его движение относительно Земли будет вращением в противоположном направлении. |
138 | If now a large horizontal circuit fixed to the earth, e.g., a rectangular one, is traveled over in opposite directions by two beams of light, the relative motion of the ether will change the position of the fringes produced by the interference of these {348} beams. | Если теперь зафиксировать относительно Земли широкий контур, например, прямоугольной формы и в нем пропустить в противоположных направлениях два луча света, то относительное движение эфира даст изменение в положении полос интерференционной картины, образованной этими двумя лучами. |
139 | This effect has been observed by Professors Michelson and Gale. | Этот эффект наблюдался профессорами Майкельсоном и Гелем. |
140 | ||
141 | In the following there will be no question of the rotation of the earth; the annual aberration only will be considered. | В нижеследующем не будет рассматриваться вращение Земли, учитываться будет только годичная аберрация. |
142 | For the explanation of this the foregoing considerations suffice. | Для пояснения этого вышеприведенных рассуждений достаточно. |
143 | If, at a point at some distance from the earth, the direction of the rays coming from a star is given in a system of co-ordinates in which the earth is moving, one can deduce from that the direction of the rays in a system of co-ordinates fixed to the earth, and the further course of these relative rays is determined by the ordinary laws of optics. | Если в точке, находящейся на некотором расстоянии от Земли, направление луча, приходящего от звезды, задано в той системе координат, в которой движется Земля, то оно может быть сведено к такому направлению луча в системе координат, фиксированной относительно Земли, что направления этих относительных лучей определятся обычными законами оптики. |
144 | ||
145 | We proceed with the discussion of some special theories. | Мы провели обсуждение некоторых специальных теорий. |
146 | In Fresnel's theory the ether is supposed to be at rest; its motion relative to the earth may be considered as a uniform translation, which, obviously, is irrotational. | В теории Френеля эфир предполагается неподвижным; его движение относительно Земли может быть истолковано как постоянное смещение, которое, конечно, безвихревое. |
147 | It is necessary to introduce the dragging coefficient because the ether moves through the ponderable bodies (lenses) contained in our instruments of observation. | Необходимо вводить коэффициент увлечения, потому что при наблюдениях эфир движется сквозь весомые тела (линзы), содержащиеся в нашем приборе. |
148 | ||
149 | Stokes proposed a theory in which the ether was supposed to have an irrotational motion, such that at all points of the earth's surface its velocity is equal to that of the earth. | Стокc предложил теорию, в которой эфир обладает безвихревым движением, так что во всех точках земной поверхности его скорость равна скорости Земли. |
150 | By this latter assumption he could avoid the introduction of Fresnel's coefficient. | С помощью этого последнего предположения он смог избежать ввода френелевского коэффициента. |
151 | ||
152 | However, at least when the ether is supposed to be incompressible, Stokes's assumptions contradict each other. | Однако, по крайней мере, когда эфир предполагался несжимаемым, предположения Стокса противоречат друг другу. |
153 | If a sphere moves with a constant velocity in an incompressible medium, the motion of the medium is completely determined by the condition that it is irrotational and that, in the direction of the normal to the surface, a point of the sphere and the adjacent medium have the same velocity. | Если сфера движется с постоянной скоростью в несжимаемой среде, движение среды полностью определяется условием отсутствия в ней вихрей и тем, что в направлении, нормальном к поверхности, точки сферы и примыкающей к ней среды имеют одинаковую скорость. |
154 | In a tangential direction the two velocities will necessarily be different. | В тангенциальном же направлении две скорости будут непременно различны. |
155 | ||
156 | So far as aberration is concerned, a modification of Fresnel's theory is certainly admissible. | Пока дело касается аберрации, модификация теории Френеля полностью допустима. |
157 | When we admit his value of the dragging coefficient, we may assume the existence of any motion of the ether, provided that it be irrotational. | Когда же мы добавляем коэффициент увлечения, мы можем принять существование некоторого движения эфира, при условии, что он безвихревой. |
158 | In fact, this is a necessary condition. | Фактически это обязательное условие. |
159 | Suppose, for instance, that over a part of the earth's surface which may be considered as plane the ether flows in a horizontal direction x with a velocity wx increasing with the height y above the earth. | Предположим для примера, что на части поверхности Земли, которая может рассматриваться как плоскость, эфир течет в горизонтальном направлении x со скоростью wx, и его скорость увеличивается с высотой y над поверхностью Земли. |
160 | This motion would not be irrotational and would not lead to the observed aberration. | Это движение может и не быть безвихревым и может не приводить к наблюдаемой аберрации. |
161 | Since the existence of a velocity {349} potential requires the equality of the derivatives ∂wx/∂y and ∂wy/∂x, the observed aberration can exist only when, in addition to the supposed motion in a horizontal direction, there is a vertical velocity of the ether of sufficient magnitude, varying from one point of the surface to the other. | Поскольку существование скоростного потенциала требует равенства производных ∂wx/∂y и ∂wy/∂x, наблюдаемая аберрация может существовать только тогда, когда в дополнение к предполагаемому движению в горизонтальной плоскости имеется некоторая вертикальная скорость эфира достаточной величины, меняющаяся от одной точки поверхности к другой. |
162 | ||
163 | So far there was question of first-order effects only, i.e., of effects that would be proportional to the first power of the ratio between the velocity of the earth and the speed of light. | Пока стоял вопрос только об эффектах первого порядка, то есть об эффектах, которые должны быть пропорциональны первой степени отношения скорости Земли к скорости света. |
164 | In almost all cases in which astronomers and physicists have tried to detect an influence of the earth's motion on optical and electromagnetic phenomena, only effects of this order of magnitude could have been observed. | Почти во всех случаях, когда астрономы и физики пытались выделить влияние движения Земли на оптические и электромагнитные явления, только эффекты этого порядка величины могли бы наблюдаться. |
165 | The fact that all these attempts have been fruitless, and that this could be accounted for by theoretical considerations of the kind just preceding, led by and by to the conviction that the motion of the earth can never produce a first-order effect. | Тот факт, что все эти попытки оказались бесплодными и что это могло быть объяснено при теоретическом рассмотрении типа приведенного, вскоре привело к убеждению, что движение Земли никогда не сможет произвести эффект первого порядка. |
166 | This conviction was greatly strengthened when Einstein developed his theory of relativity and simply postulated that the result of all experiments which we perform in our laboratories must be independent of the motion of the earth, whatever may be the refinement of our measurements and the order of the effects which we can reach by them. | Это убеждение значительно усилилось, когда Эйнштейн разработал свою теорию относительности и просто постулировал, что результаты всех экспериментов, которые мы проводим в наших лабораториях, должны быть независимы от движения Земли, каковы бы ни были точности наших измерений и порядок эффектов, которых мы могли бы достичь. |
167 | To the experimental evidence which we already had, the charm of a beautiful and self-consistent theory was then added. | К экспериментальным свидетельствам, которые мы всегда имели, добавилось обаяние красивой и самосогласующейся теории. |
168 | ||
169 | Historically, I might add that before the relativity theory was developed the situation was somewhat similar to that which now characterizes the quantum problem. | Я могу добавить, что исторически до разработки теории относительности ситуация была несколько похожа на ту, которая сейчас характерна для квантовой механики. |
170 | There were, of course, not so many people working in the field as there are now. | Конечно, имелось не так много людей, работающих в этой области, как сейчас. |
171 | Nevertheless, we had often very lively discussions about the subject. | И все же мы часто живо обсуждали этот предмет. |
172 | I remember especially the assembly of the German Society of Natural Sciences in Düsseldorf in 1898, at which numerous German physicists were present, Planck, W. Wien, Drude, and many others. | Я особенно запомнил собрание Германского общества естественных наук в Дюссельдорфе в 1898 г., на котором присутствовали немецкие физики Планк, В.Вин, Друде и многие другие. |
173 | We discussed especially the question of the first-order effects. | Мы дискутировали особенно по вопросам эффектов первого порядка. |
174 | Some devices with which such an effect might be observed were proposed, but none of these attempts was ever made, so far as I know. | Было предложено несколько приборов, с помощью которых можно было бы наблюдать эффект, но, насколько мне известно, ни одна из этих попыток не была даже предпринята. |
175 | The conviction that first-order effects do not exist became by and by too strong. | Убеждение в том, что эффекты первого порядка не существуют, вскоре стало слишком сильно. |
176 | We even got, finally, into the habit of looking only at the summary of experimental papers which dealt with such effects. | Мы даже привыкли, в конце концов, рассматривать только аннотации экспериментальных статей, которые касались таких эффектов. |
177 | In case the result was properly negative we felt perfectly satisfied. | В случае, когда результат оказался отрицательным, мы чувствовали полное удовлетворение. |
178 | ||
179 | {350} As to the second-order effect, the situation was much more difficult. | Что касается эффекта второго порядка, то здесь ситуация была значительно сложнее. |
180 | The experimental results could be accounted for by transforming the co-ordinates in a certain manner from one system of coordinates to another. | Экспериментальные результаты могли быть объяснены известным способом – путем преобразования координат из одной системы в другую. |
181 | A transformation of the time was also necessary. | Было также необходимо преобразование времени. |
182 | So I introduced the conception of a local time which is different for different systems of reference which are in motion relative to each other. | Так я ввел концепцию местного времени, которое различно для различных систем отсчета, движущихся друг относительно друга. |
183 | But I never thought that this had anything to do with the real time. | Но я никогда не думал, что это относится как-то к реальному времени. |
184 | This real time for me was still represented by the old classical notion of an absolute time, which is independent of any reference to special frames of co-ordinates. | Реальное время для меня было по-прежнему представлено старым классическим понятием как абсолютное время, которое не зависит от каких бы то ни было специальных систем отсчета. |
185 | There existed for me only this one true time. | Существует, по моему мнению, только это одно истинное время. |
186 | I considered my time transformation only as a heuristic working hypothesis. | Я рассматриваю мои преобразования времени только в качестве эвристической рабочей гипотезы. |
187 | So the theory of relativity is really solely Einstein's work. | Таким образом, теория относительности есть реально работа исключительно Эйнштейна. |
188 | And there can be no doubt that he would have conceived it even if the work of all his predecessors in the theory of this field had not been done at all. | И можно не сомневаться, что он бы задумал ее, даже если бы работа всех его предшественников и не была выполнена. |
189 | His work is in this respect independent of the previous theories. | Его работа в этом отношении не зависит от предшествующих теорий. |
190 | ||
191 | I shall have little to say about the theory of the Michelson-Morley experiment, which was the first ever made of those in which we are concerned with effects of the second order. | Я немного скажу о теории эксперимента Майкельсона–Морли, который был первым из тех, которые имели отношение к эффектам второго порядка. |
192 | That here again the result must be negative is immediately clear if we follow the theory of relativity. | Результат снова должен быть отрицательным, если мы следуем теории относительности. |
193 | If, instead of that, we apply to the experiment our old stationary ether, we must carefully consider the paths of the interfering rays of light and the time in which the light is propagated along each of them from the source of the point where the interference takes place. | Если же вместо этого мы учтем в эксперименте наш старый стационарный эфир, то мы должны с большой тщательностью продумать пути интерферирующих лучей и время, за которое свет проходит вдоль каждого из них от источника до точки, где возникает интерференция. |
194 | ||
195 | For this purpose we can again use the fundamental equation (1). | Для этой цели мы должны снова применить фундаментальное уравнение (1). |
196 | Confining ourselves to the propagation in ether, we may put u = c, k = 1 so that the equation becomes c2 = v2 + w2 – 2 v w cos ϑ. | Ограничивая себя распространением в эфире, мы можем положить u = c, k = 1, так что уравнение приобретает вид c2 = v2 + w2 – 2 v w cos ϑ. |
197 | Taking into account terms of the second order w2/c2, we deduce from it | Принимая во внимание члены второго порядка w2/c2, получим |
198 | ||
199 | ||
200 | {351} Now let there be two paths, 1 and 2, along which light can go from the point P to the point P' (Fig. 5). | Теперь рассмотрим два пути 1 и 2, вдоль которых свет может идти от точки P до точки P' (см. рис. 5). |
201 | ||
202 | Fig. 5 | Рис. 5 |
203 | For each of them the time required for propagation will be represented by expressions of the form | Для каждого из них время, требуемое для распространения, будет определяться выражением в форме |
204 | (3) | (3) |
205 | and we shall be able to calculate the two times, if we know the lines along which the integrals are to be taken. | и мы сможем рассчитывать оба времени, если мы знаем траектории, вдоль которых берем интегралы. |
206 | Let the lines l1 and l2 (Fig. 5) represent the paths of the two rays as they would be if the ether did not move through the diagram. | Допустим, что траектории l1 и l2 (рис. 5) изображают пути двух лучей такими, какими они должны быть, если эфир не движется сквозь диаграмму. |
207 |
| |
208 | As has been shown, these lines are not altered by the motion so long as we confine ourselves to terms of the order w/c. | Как показано, эти траектории не меняются при движении, пока мы рассматриваем лишь величины порядка w/c. |
209 | They may, however, be somewhat changed when, as is now proposed, quantities of the second order are taken into account. | Они могут, однако, меняться, если, как теперь предлагается, принять во внимание члены второго порядка. |
210 |
| |
211 | We shall then have, for instance, the dotted lines l1' and l2' whose distances from l1 and l2, reckoned along the normals to these lines, are of the second order. | Мы получим тогда, например, пунктирные линии l1' и l2', отстоящие от l1 и l2 на расстояние по нормали к этим линиям на величину второго порядка. |
212 | We must now calculate the times of propagation for the paths l1' and l2', say Tl1' and Tl2'. | Мы должны теперь рассчитать время распространения для путей l1' и l2', обозначаемое через Tl1' и Tl2'. |
213 | Since, however, T is a minimum for l1, as compared with neighboring lines, and since the displacements from l1 to l1' are of the second order, the difference between Tl1 and Tl1' will be of the fourth order. | Поскольку, однако, T минимально для l1 и сравнивается с рядом лежащей траекторией и поскольку смещение от l1 до l1' есть величина второго порядка, различие между Tl1 и Tl1' будет четвертого порядка. |
214 | This may be neglected when we confine ourselves to quantities of the second order. | Этим можно пренебречь, когда мы ограничиваемся величинами второго порядка. |
215 | Similarly, we may replace Tl2' by Tl2. | Подобным же образом мы можем заменить Tl2' на Tl2. |
216 | This means that, in the determination of the phase differences, we may use the values of (3) for the rays, such as they would be according to the ordinary laws of optics in the absence of the earth's motion. | Это означает, что в определении фазовых разностей мы можем использовать величины из (3) для лучей, так что они будут соответствовать обычным законам оптики при отсутствии движения Земли. |
217 | ||
218 | We are thus led to the ordinary theory of the experiment, which would make us expect a displacement of the fringes, the absence of which is accounted for by the well-known contraction hypothesis (Lorentz contraction). | Таким образом, мы пришли к обычной теории эксперимента, который должен дать надежду на смещение интерференционных полос, отсутствие которого объясняется хорошо известным гипотетическим сокращением (Лоренцово сокращение). |
219 | ||
220 | Asked if I consider this contraction as a real one, I should answer “yes.” It is as real as anything that we can observe. | Если меня спросят, рассматриваю ли я это сокращение как реальность, я отвечу «да». Она такая же реальность, как все, что мы наблюдаем. |
221 | ||
222 |
III. Professor Dayton C. Miller (Case School of Applied Science) |
III.Профессор Дейтон К.Миллер, Кейсовская школа прикладных наук |
223 | {352} The experiments on which I shall report today seem to lead to conclusions which are in contradiction to the common interpretation of the Michelson-Morley experiment. | Эксперименты, о которых я буду докладывать сегодня, похоже, приводят к заключению, которое противоречит обычной интерпретации эксперимента Майкельсона–Морли. |
224 | To make the story complete, I shall start with the conclusion of the experiments performed by Michelson and Morley in 1887, in Cleveland, which were interpreted as giving no indication of an ether drift. | Для того чтобы изложить историю полнее, я начну с заключения по экспериментам, которые были проведены Майкельсоном и Морли в 1887 г. в Кливленде; эти эксперименты были истолкованы как показавшие отсутствие эфирного ветра. |
225 | Dr. Lorentz, in 1895, proposed the first explanation for this unexpected result by assuming that the motion of translation of a solid through the ether might produce a contraction in the direction of the motion, with extension transversely, the amount of which is proportional to the square of the ratio of the velocities of translation and of light, and which might have a magnitude such as to annul the effect of the ether drift in the Michelson-Morley interferometer. | Д-р Лоренц в 1895 г. предложил первое объяснение этому неожиданному результату, предположив, что движение твердого тела сквозь эфир может сопровождаться сокращением размера этого тела в направлении движения с одновременным вытягиванием его в поперечном направлении, на величину, пропорциональную квадрату отношения скоростей перемещения и света, их значения таковы, что уничтожают эффект эфирного ветра в интерферометре Майкельсона–Морли. |
226 | The optical dimensions of this instrument were determined by the base of sandstone on which the mirrors were supported. | Оптические размеры этого интерферометра были определены базой из песчаника, на которой были размещены зеркала. |
227 | If the contraction depends upon the physical properties of the solid, it was suggested that pine timber would suffer greater compression than sandstone, while steel might be compressed in a lesser degree. | Если сокращение размеров зависит от физических свойств твердого тела, то можно предположить, что сосновые балки будут испытывать большее сокращение, чем песчаник, в то время как сталь может сократиться в меньших пределах. |
228 | If the compression annuls the expected effect in one apparatus, it might in another apparatus give place to an effect other than zero, perhaps with the contrary sign. | Если сокращение размеров нивелирует ожидаемое смещение полос в одном аппарате, то оно же может в другом аппарате дать смещение, отличное от нуля, возможно, даже противоположного знака. |
229 | ||
230 | At the International Congress of Physics, held in Paris in 1900, Lord Kelvin gave an address in which he considered theories of the ether. | На Международном конгрессе по физике, состоявшемся в 1900 г. в Париже, Лорд Кельвин произнес речь, в которой он рассматривал теории эфира. |
231 | He remarked that “the only cloud in the clear sky of the theory was the null result of the Michelson-Morley experiment.” | Он заметил, что «единственным облаком в ясном небе теории был нулевой результат эксперимента Майкельсона–Морли». |
232 | Professor Morley and the writer were present, and in conversation Lord Kelvin expressed the conviction that the experiment should be repeated with a more sensitive apparatus. | Профессор Морли и автор присутствовали при этом, и в разговоре Лорд Кельвин выразил убеждение, что эксперимент должен быть повторен с более чувствительным прибором. |
233 | The writer, in collaboration with Professor Morley, constructed an interferometer about four times as sensitive as the one used in the first experiment, having a light-path of 214 feet, equal to about 130,000,000 wavelengths. | Автор в содружестве с профессором Морли сконструировал интерферометр примерно в четыре раза более чувствительный, чем примененный в первом эксперименте, с длиной оптического пути 214 футов (65,3 м), эквивалентной, примерно, 130 млн. длин волн. |
234 | In this instrument a relative velocity of the earth and ether equal to the earth's orbital velocity would be indicated by a displacement of the interference fringes equal to 1.1 fringes. | В этом приборе относительная скорость Земли и эфира, равная орбитальной скорости Земли, должна быть выявлена смещением интерференционных полос на 1,1 полосы. |
235 | This is the size of the instrument which has been used ever since. | Такое смещение определяется размером прибора, который с тех пор и применялся. |
236 | The optical {353} parts were all new, and nothing was used from the original apparatus excepting the mercury tank and its wooden float. | Оптическая часть была сделана заново, из первоначального аппарата использовали только бак с ртутью и деревянный поплавок. |
237 | ||
238 | Such an instrument with a base made of planks of pine wood was used at Cleveland, in 1902, 1903, and 1904, for the purpose of directly testing the Lorentz-FitzGerald effect, but the changes in the wooden frame due to the variations in humidity and temperature made it difficult to obtain accurate observations. | Такой прибор с основой из сосновых досок был применен в Кливленде в 1902, 1903 и 1904 гг. для непосредственной проверки эффекта Лоренца–Фицжеральда, но изменения параметров деревянной рамы, вызванные изменениями влажности и температуры, затрудняли получение точных наблюдений. |
239 | A new supporting frame was designed by Professor F. H. Neff, of the department of civil engineering of the Case School of Applied Science, the purpose being to secure both symmetry and rigidity. | Проф. Ф. Х. Нефф из отделения гражданской техники Кейсовской школы прикладных наук рассчитал новый опорный каркас в целях обеспечения как симметрии, так и жесткости. |
240 | This frame, or base, was made of structural steel and was so arranged that the optical dimensions could be made to depend upon distance-pieces of wood, or upon the steel frame itself. | Этот каркас или основа был сделан из конструкционной стали и был так сконструирован, что оптические размеры могли быть зависимыми лишь от длины кусков дерева или же самого стального каркаса. |
241 | Observations were made with this apparatus in 1904. | Наблюдения с этим аппаратом были выполнены в 1904 г. |
242 | The procedure was based upon the effect to be expected from the combination of the diurnal and annual motions of the earth, together with the presumed motion of the solar system toward the constellation Hercules with a velocity of 19 km/sec. | Вся методология была основана на ожидании эффекта, вызванного комбинацией суточного и годичного движения Земли совместно с предполагаемым движением Солнечной системы со скоростью в 19 км/с в направлении созвездия Геркулеса. |
243 | On the dates chosen for the observations there were two times of the day when the resultant of these motions would lie in the plane of the interferometer, about 11:30 a.m. and 9:00 p.m. | Для наблюдений были выбраны два момента времени, когда результирующая этих движений лежала в плоскости интерферометра: около 11 ч 30 мин и 21 ч 00 мин. |
244 | The calculated azimuths of the motion would be different for these two times. | Рассчитанные азимуты движения для этих двух моментов времени могут различаться. |
245 | The observations at these two times were, therefore, combined in such a way that the presumed azimuth for the morning observations coincided with that for the evening. | Наблюдения для этих двух моментов времени были поэтому скомбинированы таким образом, чтобы ожидаемый азимут для утреннего времени совпадал с азимутом для вечернего времени. |
246 | The observations for the two times of day gave results having positive magnitudes but nearly opposite phases; when these were combined, the result was nearly zero. | Наблюдения для этих двух моментов времени суток дали результаты, имеющие положительные величины, но почти противоположные фазы; когда они были сложены, результат был почти нулевым. |
247 | The result, therefore, was opposed to the theory then under consideration; but according to the ideas which will be set forth later in this address it now seems that the superposition of the two sets of observations of different phases was based upon an erroneous hypothesis and that the positive results then obtained are in accordance with a new hypothesis as to the solar motion. | Таким образом, результат не соответствует ранее обсуждавшейся теории, но согласуется с идеями, которые появились позже и изложены в настоящем докладе; теперь видно, что совмещение двух серий наблюдений с различными фазами основано на ошибочной гипотезе и что положительные результаты, полученные тогда, находятся в согласии с новой гипотезой солнечного движения. |
248 | Our report of these experiments published in the Philosophical Magazine for May, 1905, concludes with the following statement: | Наш доклад об этих экспериментах, опубликованный в Philosophical Magazine в мае 1905 г., заканчивается следующим утверждением: |
249 | “Some have thought that this experiment only proves that the ether in a certain basement room is carried along with it. | «Можно полагать, что эксперимент лишь показал, что эфир в конкретной подвальной комнате увлекается в продольном направлении вместе с ней. |
250 | We desire therefore to place the apparatus on a hill to see if an effect can be there detected.” | Мы собираемся поэтому переместить аппарат на возвышенность, чтобы посмотреть, не обнаружится ли там эффект». |
251 | ||
252 | As an important factor I may mention the state of mind {354} in which we then performed the experiment. | Как о важном факторе я могу упомянуть о наших представлениях, при которых мы выполняли эксперимент. |
253 | It was proposed to look for a certain effect in order to check a certain theory. | Предполагалось искать определенный эффект, чтобы подтвердить конкретную теорию. |
254 | We had definite pictures in our minds as to what should happen. | Мы представляли, что должна получаться определенная картина. |
255 | We calculated the magnitude and azimuth of the effect from the theory and discussed our experimental results in relation to these specific expectations. | Мы рассчитали величину и азимут эффекта из теории и обсуждали наши экспериментальные результаты в связи с этими специфическими ожиданиями. |
256 | In every case we found that the result was negative as to these expectations. | В каждом случае мы устанавливали, что результат был отрицательным в соответствии с этими ожиданиями. |
257 | But it was never numerically zero, not even in the original Michelson and Morley experiment. | Но никогда не было численного нуля, даже в первоначальном эксперименте Майкельсона и Морли. |
258 | It was zero in so far as the motion of the earth in its orbit is concerned. | Это был нуль лишь по отношению к орбитальному движению Земли. |
259 | The remaining effect, however, was large enough to be measured. | Остающийся же эффект, однако, был достаточно большим, чтобы его можно было измерить. |
260 | Experiments were performed to prove that it was not due to magnetic deformation of the frame, nor to temperature disturbances, since the effect was systematic. | Были поставлены эксперименты чтобы доказать, что это происходит не из-за магнитной деформации каркаса прибора и не вследствие температурных возмущений, поскольку эффект был систематическим. |
261 | It was suggested that the ether might be entrained differently inside and outside of a masonry building. | Высказывалось предположение, что эфир может увлекаться по-разному внутри и снаружи каменного строения. |
262 | ||
263 | In the autumn of 1905, Morley and Miller removed the interferometer from the laboratory basement to a site on Euclid Heights, Cleveland, free from obstruction by buildings, and having an altitude of about three hundred feet above Lake Erie and about eight hundred and seventy feet above sea-level. | Осенью 1905 г. Морли и Миллер перебазировали интерферометр из подвального помещения лаборатории на место на Евклидовых высотах в Кливленде, свободное от мешающих зданий и находящееся на высоте около 300 футов (90 м) над озером Эри и около 870 футов (265 м) выше уровня моря. |
264 | The house was purposely of very light construction, and was transparent (glass windows) in the direction of expected drift. | Дом преднамеренно имел очень легкую конструкцию, и его прозрачные (стеклянные) окна были расположены в направлении ожидаемого эфирного ветра. |
265 | Five sets of observations were made in 1905–1906, which give a definite positive effect of about one-tenth of the then-expected drift. | В 1905—1906 гг. было сделано пять серий наблюдений, которые дали определенный положительный эффект — около 1/10 ожидаемого дрейфа. |
266 | Professor Morley retired from active work in 1906, and it devolved upon the present speaker to continue the experiments. | Проф. Морли устранился от активной работы в 1906 г., и продолжение эксперимента легло на плечи автора настоящего доклада. |
267 | It seemed desirable that further observations should be carried out at a much higher altitude, but numerous causes prevented the resumption of observations. | Было весьма желательно, чтобы дальнейшие наблюдения были вынесены на большую высоту, но многочисленные причины препятствовали возобновлению наблюдений. |
268 | ||
269 | The deflection of the light from the stars by the sun, as predicted by the theory of relativity, was put to test at the solar eclipse of 1919. | Во время солнечного затмения 1919 г. было проведено измерение отклонения света звезд Солнцем, предсказанное теорией относительности. |
270 | The results were widely accepted as confirming the theory. | Полученные результаты были широко восприняты как подтверждение этой теории. |
271 | This revived the writer's interest in the ether-drift experiments, the interpretation of which had never been acceptable to him. | Это вновь возбудило интерес автора к экспериментам по эфирному ветру, интерпретация которых никогда для него не была приемлема. |
272 | Through the kindness of President Merriam and Directors Hale and Adams, a site was provided at the Mount Wilson Observatory on the top of Mount Wilson, at an elevation of about six thousand feet. | Благодаря любезности президента Мерриама и директоров Хейла и Адамса было предоставлено место в обсерватории Маунт Вилсон на вершине горы Маунт Вилсон, имеющей высоту около 6000 футов (1860 м). |
273 | The ether-drift interferometer was set up here in February, 1921, and observations were carried on during the succeeding five years. | Интерферометр для исследования эфирного ветра был установлен на место в феврале 1921 г., и наблюдения продолжались в течение пяти лет. |
274 | {355} Observations were begun in March, 1921, using the apparatus and methods employed by Morley and Miller in 1904, 1905, and 1906, with certain modifications and developments in details. | Наблюдения были начаты в марте 1921 г., с использованием аппарата и методики, примененной Морли и Миллером в 1904, 1905 и 1906 гг., с некоторыми изменениями и дополнениями в деталях. |
275 | The very first observation gave a positive effect such as would be produced by a real ether drift, corresponding to a relative motion of the earth and ether of about 10 km/sec. | Первое же наблюдение дало положительный эффект, такой, какой и должен был бы быть произведен реальным эфирным ветром, соответствующим движению Земли относительно эфира со скоростью примерно 10 км/с. |
276 | But before announcing such a result it seemed necessary to study every possible cause which might produce a displacement of fringes similar to that caused by ether drift; among the causes suggested were magnetostriction and radiant heat. | Однако прежде чем объявлять этот результат, показалось необходимым изучить каждую возможную причину, которая способна вызвать смещение интерференционных полос, подобное тому, что вызывается эфирным ветром; среди причин наиважнейшими были магнитострикция и тепловое излучение. |
277 | In order to test the latter, the metal parts of the interferometer were completely covered with cork about one inch thick, and fifty sets of observations were made showing a periodic displacement of the fringes, as in the first observations, thus showing that radiant heat is not the cause of the observed effect. | Для исследования последнего металлические части интерферометра были полностью закрыты пробкой толщиной 1 дюйм; было проведено 50 серий наблюдений, обнаруживших такое же периодическое смещение интерференционных полос, как и в первых наблюдениях, и таким образом показавших, что тепловое излучение не является причиной наблюдаемого эффекта. |
278 | ||
279 | In the summer of 1921 the steel frame of the interferometer was dismounted and a base of one piece of concrete, reinforced with brass, was cast in place on the mercury float. | Летом 1921 г. стальной каркас интерферометра был демонтирован, и база из цельного куска бетона, усиленного латунью, была помещена на чан с ртутью. |
280 | All the metal parts were made of aluminum or brass; thus the entire apparatus was free from magnetic effects and the possible effects due to heat were much reduced. | Все металлические части были сделаны из алюминия или латуни; таким образом, весь аппарат был освобожден от магнитных влияний, а возможные эффекты, зависящие от тепла, были сильно уменьшены. |
281 | In December, 1921, forty-two sets of observations were made with the non-magnetic interferometer. | В декабре 1921 г. были проведены 42 серии наблюдений с немагнитным интерферометром. |
282 | These show a positive effect as of an ether drift, which is entirely consistent with the observations of April, 1921. Many variations of incidental conditions were tried at this epoch. | Они показали положительный эффект, такой, как от воздействия эфирного ветра, который полностью соответствовал наблюдениям в апреле 1921 г. В этот период было испытано множество вариаций случайных воздействий. |
283 | Observations were made with rotations of the interferometer clockwise and counter-clockwise, with a rapid rotation and a very slow rotation, with the interferometer extremely out of level, due to the loading of the float on one side. | Наблюдения проводили с вращением интерферометра по часовой и против часовой стрелки с быстрым и очень медленным вращением, с интерферометром, крайне наклоненным благодаря нагрузке на одну сторону поплавка. |
284 | Many variations of procedure in observing and recording were tried. | Было испробовано множество вариаций процедуры наблюдения и записей. |
285 | The results of the observations were not affected by any of these changes. | Результаты наблюдений не зависели ни от одного из этих изменений. |
286 | ||
287 | The entire apparatus was returned to the laboratory in Cleveland. | Весь аппарат был возвращен в лабораторию в Кливленд. |
288 | During the years 1922 and 1923 many trials were made under various conditions which could be controlled and with many modifications of the arrangements of parts in the apparatus. | За период 1922 и 1923 гг. было проведено множество испытаний этого аппарата при различных контролируемых условиях, и со множеством вариантов расположения его частей. |
289 | An arrangement of prisms and mirrors was made so that the source of light could be placed outside of the observing-room, and a further complication of mirrors was tried for observing the fringes from a stationary telescope. | Расположение призм и зеркал было сделано таким, что источник света можно было держать вне помещения для наблюдения. Для наблюдения интерференционных полос в стационарный телескоп была усложнена система зеркал. |
290 | Methods of photographic registration by {356} means of a motion-picture camera were tried. | Были опробованы методы фотографической регистрации с помощью кинокамеры. |
291 | Various sources of light were employed, including sunlight and the electric arc. | Были проверены различные источники света, включая солнечный свет и электрическую дугу. |
292 | Finally an arrangement was perfected for making observations with an astronomical telescope having an objective of five inches aperture and a magnification of fifty diameters. | Наконец, расположение аппарата было усовершенствовано для того, чтобы проводить наблюдения с астрономическим телескопом, имеющим объектив с 5-дюймовой апертурой (127 мм) и 50-кратным увеличением. |
293 | The source of light adopted was a large acetylene lamp of the kind commonly used for automobile headlights. | Источником света служила яркая ацетиленовая лампа типа тех, которые применяются в автомобилях в качестве передних фар. |
294 | An extended series of experiments was made to determine the influence of inequality of temperature and of radiant heat, and various insulating covers were provided for the base of the interferometer and for the light-path. | Для определения влияния неравномерности температуры и теплового излучения была проведена обширная серия экспериментов, в которой были опробованы различные изолирующие покрытия для основы интерферометра и его оптических путей. |
295 | These experiments proved that under the conditions of actual observation the periodic displacement could not possibly be produced by temperature effects. | Эти эксперименты доказали, что в условиях реальных экспериментов периодические смещения не могут быть вызваны температурными эффектами. |
296 | An extended investigation in the laboratory demonstrated that the full-period effect mentioned in the preliminary report of the Mount Wilson observations is a necessary geometrical consequence of the adjustment of mirrors when fringes of finite width are used and that the effect vanishes only for fringes of infinite width, as is presumed in the simple theory of the experiment. | Расширенные исследования, проведенные в лаборатории, показали, что полнопериодическое смещение полос, упоминавшееся в предварительном докладе о наблюдениях на Маунт Вилсон, является необходимым геометрическим следствием регулировки зеркал, когда используются интерференционные полосы конечной ширины, и что это смещение исчезает только для полос бесконечной ширины, что и предполагается простой теорией эксперимента. |
297 | ||
298 | In July, 1924, the interferometer was taken again to Mount Wilson and mounted on a new site where the temperature conditions were more favorable than those of 1921. | В июле 1924 г. интерферометр был вновь перенесен на Маунт Вилсон и смонтирован на новом месте, где температурные условия были более благоприятные, чем в 1921 г. |
299 | The interferometer house was also mounted with a different orientation. | Домик для интерферометра был также смонтирован с иной ориентацией. |
300 | Again the observations showed a real periodic displacement of the fringes, as in all the observations previously made at Mount Wilson and at Cleveland. | Снова наблюдения показали периодическое смещение интерференционных полос, как и во всех наблюдениях, ранее выполненных на Маунт Вилсон и в Кливленде. |
301 | ||
302 | In spite of long-continued efforts, it was impossible to account for these effects as being due to terrestrial causes or to experimental errors. | Несмотря на продолжительные усилия, оказалось невозможным объяснить эти эффекты как результат каких-либо земных причин или ошибками эксперимента. |
303 | Very extended calculations were made in the effort to reconcile the observed effects with the accepted theories of the ether and of the presumed motions of the earth in space. | Были проделаны обширные вычисления с целью согласовать наблюдаемые эффекты с принятыми теориями эфира и с предполагаемым движением Земли в пространстве. |
304 | The observations were repeated at certain epochs to test, one after another, the hypotheses which were suggested. | Для того чтобы последовательно исследовать одну за другой предлагаемые гипотезы, наблюдения для определенных эпох были повторены. |
305 | At the end of the year 1924, when a solution seemed impossible, a complete calculation of the then-expected effects, for each month of the year, was made for the first time. | В конце 1924 г., когда объяснение получаемых результатов казалось уже невозможным, для начала каждого месяца года впервые были проведены полные вычисления ожидаемого эффекта. |
306 | This indicated that the effect should be a maximum about April 1, and further, that the direction of the effect should, in the course of the twenty-four hours of the day, rotate completely around the horizon. | Они показали, что смещение полос должно быть максимальным около 1 апреля и что направление эффекта должно вращаться вокруг горизонта в течение 24 часов в сутки. |
307 | Observations were made for verifying these predictions {357} in March and April, 1925. | Для проверки этого предположения были проведены наблюдения в марте и апреле 1925 г. |
308 | The effect was equal in magnitude to the largest so far observed; but it did not point successively to all points of the compass, that is, it did not point in directions 90° apart at intervals of six hours. | Эффект оказался равным по величине наибольшему из всех ранее наблюдавшихся, но его направление не проходило последовательно все направления компаса и не давало направления 90° в сторону через интервал в шесть часов. |
309 | Instead of this, the direction merely oscillated back and forth through an angle of about 60°, having, in general, a northwesterly direction. | Вместо этого направление просто колебалось вперед и назад в пределах угла около 60°, имея в основном северо-западное направление. |
310 | ||
311 | Previous to 1925, the Michelson-Morley experiment has always been applied to test a specific hypothesis. | До 1925 г. эксперимент Майкельсона–Морли всегда использовался для проверки определенной гипотезы. |
312 | The only theory of the ether which has been put to the test is that of the absolutely stationary ether through which the earth moves without in any way disturbing it. | Рассматривалась только та теория эфира, которая предполагала, что это абсолютно стационарный эфир, через который Земля движется, совершенно не возмущая его. |
313 | To this hypo thesis the experiment gave a negative answer. | Применительно к этой гипотезе эксперимент дал отрицательный ответ. |
314 | The experiment was applied to test the question only in connection with specific assumed motions of the earth, namely, the axial and orbital motions combined with a constant motion of the solar system toward the constellation Hercules with the velocity of about 19 km/sec. | Этот эксперимент был предназначен только для проверки этой возможности с учетом особенностей известных движений Земли, а именно вращения вокруг оси и орбитального, сложенных с постоянным движением Солнечной системы по направлению к созвездию Геркулеса со скоростью около 19 км/с. |
315 | The results of the experiment did not agree with these presumed motions. | Результаты эксперимента не соответствовал таким предполагаемым движениям. |
316 | The experiment was applied to test the Lorentz-FitzGerald hypothesis that the dimensions of bodies are changed by their motions through the ether; it was applied to test the effects of magneto-striction, of radiant heat, and of gravitational deformation of the frame of the interferometer. | Эксперимент был использован и для проверки гипотезы Лоренца–Фицжеральда, предполагавшей, что размеры тел изменяются при их движении сквозь эфир; были проведены проверки эффектов магнитострикции, теплового излучения и гравитационной деформации каркаса интерферометра. |
317 | Throughout all these observations, extending over a period of years, while the answers to the various questions have been “no,” there has persisted a constant and consistent small effect which has not been explained. | И хотя все эти наблюдения, продолжавшиеся годами, на различные вопросы давали отрицательный ответ, неизменно присутствовал постоянный и устойчивый небольшой эффект, который не был объяснен. |
318 | ||
319 | The ether-drift interferometer is an instrument which is generally admitted to be suitable for determining the relative motion of the earth and the ether; that is, it is capable of indicating the direction and the magnitude of the absolute motion of the earth and the solar system in space. | Интерферометр для измерения эфирного ветра – это инструмент, который обычно приспособлен для определения относительного движения Земли и эфира; следовательно, он способен указать направление и скорость абсолютного движения Земли и Солнечной системы в пространстве. |
320 | If observations were made for the determination of such an absolute motion, what would be the result, independent of any “expected” result? | Если наблюдения были проведены для определения такого абсолютного движения, то каков же должен быть результат, независимый от каких бы то ни было ожиданий? |
321 | For the purpose of answering this general question, it was decided to make more extended observations at other epochs in 1925, and this was done in the months of July, August, and September. | Для ответа на этот главный вопрос было решено провести более обширные наблюдения в другие периоды 1925 г., что и было сделано в июле, августе и сентябре. |
322 | ||
323 | It may be asked: Why was not such a procedure adopted before? | Можно задать вопрос: почему к этому не пришли раньше? |
324 | The answer is, in part, that we were concerned with the verification of certain predictions of the so-called “classical” theories, {358} and in part that it is not easy to develop a new hypothesis, however simple, in the absence of direct indication. | Ответ частично заключается в том, что наше внимание было сконцентрировано на проверке определенной, так называемой «классической» теории, а частично в том, что не так-то легко разработать новые гипотезы, если для этого нет особых причин. |
325 | Probably a considerable reason for the failure is the great difficulty involved in making the observations at all times of day at any one epoch. | Возможно, что существенной причиной неудач является значительная сложность выполнения наблюдений в течение всех суток в каждый отдельный период наблюдений. |
326 | I think I am not egotistical, but am merely stating a fact when it is remarked that the ether-drift observations are the most trying and fatiguing, as regards physical, mental, and nervous strain, of any scientific work with which I am acquainted. | Я не думаю, что я самоуверен, я просто устанавливаю факт, когда отмечаю, что наблюдения эфирного ветра наиболее утомительны и изнурительны, требуют наибольшего физического, умственного и нервного напряжения из любых научных работ, с которыми я знаком. |
327 | The mere adjustment of an interferometer for white-light fringes and the keeping of it in adjustment, when the light-path is 214 feet, made up of sixteen different parts, and when it is in effect in the open air, requires patience as well as a steady “nerve” and a steady hand. | Простое регулирование интерферометра для интерференционных полос белого света и сохранение их в этом отрегулированном состоянии при длине светового пути в 214 футов (65 м), сделанное для 16 различных частей, когда он находится на открытом воздухе; требует как выдержки и крепких нервов, так и твердой руки. |
328 | Professor Morley once said, “Patience is a possession without which no one is likely to begin observation of this kind.” | Проф. Морли однажды сказал: «Терпение есть самообладание, без которого нельзя начинать наблюдения подобного рода». |
329 | The observations must be made in the dark; in the daytime, the interferometer house is darkened with black paper shades; the observations must be made in a temperature which is exactly that of the out-of-door air; | Наблюдения должны проводиться в темноте, в дневное же время дом с интерферометром должен затеняться экраном из черной бумаги; наблюдения должны проводиться при температуре точно такой же, что и на открытом воздухе; |
330 | the observer has to walk around a circle about twenty feet in diameter, keeping his eye at the moving eyepiece of the telescope attached to the interferometer, which is floating on mercury and is turning on its axis steadily, at the rate of about one turn a minute; | наблюдатель должен ходить по кругу диаметром около 20 футов (6 м), удерживая свой глаз у движущегося окуляра телескопа, присоединенного к интерферометру, который плавает на ртути и равномерно вращается вокруг своей оси со скоростью примерно один оборот в минуту; |
331 | the observer must not touch the interferometer in any way, and yet he must never lose sight of the interference fringes, which are seen only through the small aperture of the eyepiece of the telescope, about a quarter of an inch in diameter; | ни в коем случае наблюдатель не должен касаться интерферометра и в то же время он не должен терять из виду интерференционные полосы, которые видны только через маленькое отверстие окуляра телескопа, имеющее диаметр примерно 1/4 дюйма (6,5 мм); |
332 | the observer makes sixteen readings of the position of the interference fringes in each turn, at times indicated by an electrical clicker; | наблюдатель делает 16 считываний положения интерференционных полос за каждый оборот, в моменты времени, сопровождаемые электрическим щелчком. |
333 | these operations must be continued without a break through a set of observations, which usually lasts for about fifteen or twenty minutes, and this is repeated continuously during the several hours of the working period. | Эти операции должны продолжаться без перерыва во всей серии наблюдений, которая длится обычно 15–20 мин., и это повторяется непрерывно в течение нескольких часов рабочего периода. |
334 |
| |
335 | When observations are in progress, the interferometer to which the observing telescope is attached is caused to rotate on the mercury float so that the telescope points successively to all points of the compass, that is, it points to all azimuths. | В процессе наблюдений, интерферометр с прикрепленным к нему наблюдательным телескопом, приводится во вращение, находясь на плоту в ртути, так что телескоп последовательно указывает на все румбы компаса или, что то-же самое, точки всех азимутов. |
336 | A relative motion of the earth and the ether should cause a periodic displacement of the interference fringes, the fringes moving first to one side and then to the other as referred to a fiducial point in the field of view, with two {359} complete periods in each rotation of the instrument. | Относительное движение Земли и эфира должно служить причиной периодического смещения интерференционных полос, полосы движутся сначала в одну сторону, а затем в другую по отношению к исходному состоянию в поле зрения с двумя полными периодами в каждом обороте прибора. |
337 | Beginning when the telescope points north, the position of the fringes is noted at sixteen equidistant points around the horizon. | Начальная точка отсчета телескопа — север, положение интерференционных полос отмечается на 16 равноотстоящих точках вокруг горизонта. |
338 | The azimuth of the line of sight when the displacement is a maximum having been noted at two different times of day, it is a simple operation to calculate the right ascension and declination, or the “apex” of the presumed “absolute” motion of the earth in space. | Когда смещение максимально, что бывает 2 раза в сутки, отмечается азимут линии зрения, после чего несложно рассчитать прямое восхождение и склонение, или «апекс», предполагаемого «абсолютного» движения Земли в пространстве. |
339 | The determination of the direction of the earth's motion is dependent only upon the direction in which the telescope points when the observed displacement of the fringes is a maximum; it is in no way dependent upon the amount of this displacement or upon the adjustment of the fringes to any particular zero position. | Определение направления движения Земли зависит только от направления, на которое указывает телескоп когда смещение полос максимально, и не зависит от величины этого смещения или от настройки положения полос по отношению к некоторому частному положению нуля отсчета. |
340 | As the readings are taken at intervals of about three seconds, the position of the maximum is dependent upon observations covering an interval of less than ten seconds. | Поскольку считывание проводится в интервале времени около 3 с, положение максимума зависит от наблюдений, перекрывающих интервал времени менее, чем 10 с. |
341 | A whole period of the displacement extends over only about twenty-five seconds. | Полный же период смещения происходит за время порядка 25 с. |
342 | Thus the observations for the direction of the absolute motion are largely independent of ordinary temperature disturbances. | Таким образом, наблюдения для определения направления абсолютного движения в значительной степени независимы от обычных температурных возмущений. |
343 | The observation is a differential one, and can be made with considerable certainty under all conditions. | Однако наблюдения являются дифференциальными и могут быть сделаны с высокой достоверностью при всех условиях. |
344 | A set of readings usually consists of twenty turns of the interferometer made in about fifteen minutes' time; this gives forty determinations of the periodic effect. | Серия отсчетов обычно состоит из 20 поворотов интерферометра, сделанных, примерно, за 15 мин, это дает 40 значений периодических эффектов. |
345 | The forty values are simply averaged to give one “observation”. | Эти 40 величин просто усредняются, чтобы получить одно «наблюдение». |
346 | Any temperature effect, or other disturbing cause, which is not regularly periodic in each twenty seconds over an interval of fifteen minutes would largely be canceled out in the process of averaging. | Любые температурные эффекты и другие причины возмущений, которые не являются регулярно периодическими в каждые 20 с на интервал в 15 мин будут в процессе усреднения практически исключены. |
347 | The periodic effect remaining in the final average must be real. | Периодический же эффект, который сохраняется в окончательном среднем, должен быть реальным. |
348 | ||
349 | The position of the fringe system is noted in units of a tenth of a fringe-width. | Положение системы интерференционных полос исчисляется в десятых долях ширины полос. |
350 | The actual velocity of the earth's motion is determined by the amplitude of the periodic displacement, which is proportional to the square of the relative velocity of the earth and the ether and to the length of the light-path in the interferometer. | Действительная скорость земного движения определяется амплитудой периодического смещения, которая пропорциональна квадрату относительной скорости Земли и эфира и длине оптического пути в интерферометре. |
351 | A relative motion of 30 km/sec, equal to the velocity of the earth in its orbit, would produce a displacement of the fringes from one extreme to the other, of 1.1 fringes. | Относительная скорость 30 км/с, равная орбитальной скорости Земли, будет производить смещение полос от одного экстремума до другого, равное 1,1 полосы. |
352 | Disturbances due to temperature or other causes lasting for a few seconds or for a few minutes might affect the actual amount of the observed displacement and {360} thus give less certain values for the velocity of relative motion, while at the same time the position of maximum displacement is not disturbed. | Возмущения из-за изменений температуры или из-за других причин, продолжительностью в несколько секунд или в несколько минут могут исказить действительное значение наблюдаемого смещения и, таким образом, дать менее достоверное значение скорости относительного движения, однако в то же время положение максимума смещения не изменится. |
353 | Thus it is to be expected that the observations for the velocity of motion will not be as precise as the observations for the direction of motion. | Значит, следует ожидать, что наблюдения для определения скорости движения не будут столь точными, как наблюдения за направлением движения. |
354 | The two things, magnitude and azimuth of observed relative motion, are quite independent of each other. | Обе величины — значение скорости и азимут наблюдаемого относительного движения совершенно не зависят одна от другой. |
355 | ||
356 | It is desirable to have observations equally distributed over the twenty-four hours of the day; since one set requires about fifteen minutes of time, ninety-six sets, properly distributed, will suffice. | Желательно проводить наблюдения, равномерно распределенные по 24 часам суток; поскольку одна серия требует около 15 мин времени, то 96 правильно распределенных серий будет достаточно. |
357 | The making of such a series usually occupies a period of ten days. | Чтобы провести такую серию, обычно нужно затратить 10 дней. |
358 | The observations are finally reduced to one group, and the mean date is considered the date of the epoch. | Наблюдения окончательно сводятся к одной группе, и средняя дата принимается за дату всего периода наблюдений. |
359 | The observations made at Mount Wilson in 1925 correspond to the three epochs, April 1, August 1, and September 15, and are more than twice as numerous as all the other ether-drift observations made since 1881. | Наблюдениям, выполненным на Маунт Вилсон, соответствуют три периода — 1 апреля, 1 августа и 15 сентября; их более чем вдвое больше, чем всех других наблюдений эфирного ветра, выполненных начиная с 1881 г. |
360 | The total number of observations made at Cleveland represents about one thousand turns of the interferometer, while all the observations made at Mount Wilson previous to 1925 correspond to 1200 turns. | Общее число наблюдений, выполненных в Кливленде, представляет около тысячи оборотов интерферометра, в то время как для всех наблюдений, выполненных на Маунт Вилсон до 1925 года, понадобилось 1200 оборотов. |
361 | The 1925 observations consist of 4400 turns of the interferometer, in which over 100,000 readings were made. | Наблюдения же 1925 года состоят из 4400 оборотов интерферометра, за время которых было сделано более 100.000 отсчетов. |
362 | A group of eight readings gives a value for the magnitude and direction of the ether-drift function, so that 12,500 single measures of the drift were obtained. | Группа из восьми отсчетов дает значения скорости и направления эфирного ветра, так что было получено 12500 отдельных измерений ветра. |
363 | This required that the observer should walk, in the dark, in a small circle, for a total distance of one hundred miles, while making the readings. | Это потребовало, чтобы наблюдатель прошел пешком в темноте по малой окружности 100 миль, произведя при этом отсчеты. |
364 | Throughout these observations the conditions were exceptionally good. | В течение всего времени этих наблюдений условия были исключительно хорошими. |
365 | At times there was a fog which rendered the temperature very uniform. | Иногда там был туман, который поддерживал температуру весьма стабильной. |
366 | Four precision thermometers were hung on the outside walls of the house; often the extreme variation of temperature was not more than one-tenth of a degree, and usually it was less than four-tenths of a degree. | На внешних окнах дома были повешены четыре прецизионных термометра; часто максимальные изменения температуры не превышали 0,1°, а обычно они были менее 0,4°. |
367 | Such variations did not at all affect the periodic displacement of the fringes. | Такие вариации не влияли на периодическое смещение интерференционных полос. |
368 | It may be added that while the readings are being taken, neither the observer nor the recorder can form the slightest opinion as to whether any periodicity is present, much less as to the amount or direction of any periodic effect. | Можно добавить, что во время отсчетов не только наблюдатель, но и записывающий показания не могли иметь даже малейшего представления о том, есть ли периодичность, и еще менее, каковы направление и величина какого бы то ни было периодического эффекта. |
369 | ||
370 | The hundred thousand readings are added in groups of twenty, are averaged, and then plotted in curves. | Сто тысяч отсчетов, сложенные в группы по двадцать и усредненные, затем были изображены в виде кривых. |
371 | These curves are subjected {361} to mechanical harmonic analysis for the purpose of determining the azimuth and magnitude of the drift. | Эти кривые подвергнуты механическому гармоническому анализу в целях определения азимута и скорости эфирного ветра. |
372 | In this work all the original observations have been used, without any omissions and without the assignment of weights; furthermore, there are no corrections of any kind to be applied to the observed values. | В этой работе использованы все первичные наблюдения без каких-либо пропусков и без придания весовых коэффициентов; более того, наблюдаемые величины не подвергались корректировкам любого вида. |
373 | The results of the analyses are finally charted in such a way as to show the variation in the azimuth of the drift throughout the day of twenty-four hours for each epoch, and the variation in magnitude is similarly charted. | Результаты анализа окончательно нанесены на график таким образом, чтобы показать изменения азимута ветра за полные 24-часовые сутки для каждого периода наблюдений; вариации величины скорости были нанесены на график подобным же образом. |
374 | ||
375 | [The observations of 1925 were described and the details of the results were shown by means of lantern-slide diagrams. | [Наблюдения 1925 г. были описаны, а детали результатов были показаны с помощью световых слайдовых диаграмм. |
376 | A similar report constituted the address of the President of the American Physical Society read at Kansas City on December 29, 1925. | Аналогичный доклад, представляющий собой речь президента Американского физического общества, прочитан в Канзас-Сити 29 октября 1925 г. |
377 | This address is printed in full in Science, 63, 433–443, April 30, 1926.] | Эта речь полностью отпечатана в Science, т. 63, С.433–443, 30 апреля 1926 г.] |
378 | ||
379 | A calculation based only on the observations of 1925 was made to determine the absolute motion of the earth. | Вычисления, основанные только на наблюдениях 1925 года, были выполнены для того, чтобы определить абсолютное движение Земли. |
380 | The result of this, as reported at the Kansas City meeting, indicated that the solar system is moving toward an apex in the constellation Draco with a velocity which is in excess of 200 km/sec. | Результат этого, как было доложено на совещании в Канзас-Сити, показал, что Солнечная система движется в направлении апекса, расположенного в созвездии Дракона со скоростью, превышающей 200 км/с. |
381 | In order to confirm the Kansas City report, a set of observations consisting of 2020 turns of the interferometer was made at Mount Wilson, corresponding to the epoch February 10, 1926. | Для того чтобы подкрепить доложенное в Канзас-Сити, на Маунт Вилсон была выполнена серия наблюдений, составляющая 2020 оборотов интерферометра и соответствующая периоду наблюдения 10 февраля 1926 г. |
382 | A complete calculation has now been made, including the observations of both 1925 and 1926, which leads to the following conclusion: | Полные вычисления, которые были теперь проделаны, включают наблюдения как 1925, так и 1926 г., ведут к следующему заключению: |
383 | The ether-drift experiments at Mount Wilson show, first, that there is a systematic displacement of the interference fringes of the interferometer corresponding to a constant relative motion of the earth and the ether at this observatory of 10 km/sec., with a probable error of 0.5 km/sec.; | эксперименты по эфирному ветру на Маунт Вилсон показали, во-первых, что имеется систематическое смещение интерференционных полос в интерферометре, соответствующее постоянному относительному движению Земли и эфира в этой обсерватории со скоростью 10 км/с с вероятной погрешностью 0,5 км/с; |
384 | and, second, that the variations in the direction and magnitude of the indicated motion are just such as would be produced by a constant motion of the solar system in space, with a velocity of 200 km/sec., or more, toward an apex in the constellation Draco, near the pole of the ecliptic, which has a right ascension of 255° (17 hours) and a declination of +68°; | во-вторых, что вариации в направлении и скорости указанного движения именно такие, как если бы происходило постоянное движение Солнечной системы в пространстве со скоростью 200 км/с или более по направлению к апексу в созвездии Дракона, около полюса эклиптики, который имеет прямое восхождение в 255° (17 часов) и склонение +68°; |
385 | and, third, that the axis across which the observed azimuth of drift fluctuates, because of the rotation of the earth on its axis, points in a northwesterly direction, whereas the simple theory indicates that this axis should coincide with the north and south meridian. | и, в-третьих, что ось, вокруг которой флуктуирует наблюдаемый азимут эфирного ветра, указывает в северо-западном направлении, тогда как простая теория показывает, что эта ось должна совпадать с северным и южным меридианом. |
386 | ||
387 | {362} The arguments which have led to these conclusions may be illustrated by means of Figures 6 and 7. | Аргументы, на которых основаны эти заключения, могут быть проиллюстрированы с помощью рис. 6 и 7. |
388 | ||
389 | Fig. 6 | Рис. 6 |
390 | In the lower part of Figure 6 the four light-line curves represent the average azimuths for the four epochs of observation, plotted with respect to Mount Wilson local or civil time. | На нижней части рис. 6 четыре кривые отражают средний азимут для четырех дат наблюдений, составленных применительно к местному или гражданскому времени Маунт-Вилсон. |
391 | The curves all have the values for midnight on the ordinate for zero hours and the noon values on the ordinate for twelve hours, etc. | Все кривые отражают величины по ординате на ноль часов, а полуденные величины — для 12 часов. |
392 | The heavy curve represents the average of the four sets of observations and is clearly seen to be irregular and nearly zero in value. | Толстая кривая изображает среднее из 4 серий наблюдений, и ясно видна ее нерегулярность и близость величин к нулю. |
393 | In the upper part of Figure 6, the four azimuth curves are plotted against sidereal time. | На верхней части рис. 6 четыре азимутальные кривые, напротив, приведены к звездному времени. |
394 | The heavy-line curve representing the average is clearly a periodic curve. | Толстая кривая отражает среднюю отчетливо видимую периодическую кривую. |
395 | If the effect is due to a motion of the earth through space, the sidereal time at which {363} this curve crosses the time axis is the right ascension of the apex of the motion. | Если эффект возникает благодаря движению Земли сквозь пространство, то звездное время в том месте, где кривая пересекает временную ось, означает прямое восхождение апекса движения. |
396 | This occurs at seventeen hours. | Это время соответствует 17 часам. |
397 | The declination of the apex is determined from the amplitude of the curve and the cosine of the latitude of {364} the observatory, and is equal to +68°. | Склонение апекса, определяемое из амплитуды кривой и косинуса широты обсерватории, равно +68°. |
398 | ||
399 | Fig. 7 | Рис. 7 |
400 | Figure 7 shows, at the bottom, the average diurnal variation in the azimuth (the broken line) as compared with the theoretical variation shown by the smooth curve. | На рис. 7 внизу показана средняя суточная вариация азимута (ломаная линия) сравнительно с теоретической вариацией, показанной плавной линией. |
401 | The upper part of Figure 7 shows, in the broken line, the average diurnal variation in the observed magnitude of the effect, while the smooth curve shows the theoretical variation. | В верхней части рис. 7 ломаной линией показана средняя дневная вариация наблюдаемой величины эффекта, а плавная линия показывает ее теоретическую вариацию. |
402 | If this is due to an ether drift, the sidereal time of minimum magnitude is the right ascension of the apex. | Если это проявление эфирного ветра, то звездное время минимального значения амплитуды есть прямое восхождение апекса. |
403 | This is seventeen hours, in agreement with the right ascension obtained from the azimuth curve. | Это 17 часов, время, находящееся в соответствии с прямым восхождением, полученным из азимутальной кривой. |
404 | The declination of the apex is dependent upon the minimum and maximum values of the effect and upon the latitude of the observatory. | Склонение апекса зависит от минимума и максимума эффекта и от широты обсерватории. |
405 | The computed value is about +69°, agreeing with that obtained from the azimuth curve. | Вычисленное значение близко к +69°, оно согласуется с полученным значением из азимутальной кривой. |
406 | As far as instrumental considerations are concerned, the azimuth and magnitude are independent of each other; it is only when they are produced by the same cause that there is any necessary connection between them. | Инструмент устроен так, что измеряемые азимут и величина скорости не зависят друг от друга; и только в том случае, если они вызваны одной и той же причиной, появляется между ними очевидная связь. |
407 | The agreement of the calculated and observed effects for both magnitude and azimuth surely points to a real, cosmical cause. | Согласование вычисленного и наблюдаемого эффектов как для величины скорости, так и для азимута, уверенно указывает на реальную космическую причину. |
408 | The result cannot be considered as a “null” effect; neither can it be due to instrumental or local disturbances. | Этот результат не может быть истолкован как «нулевой» эффект, он не может быть вызван инструментальными или локальными возмущениями. |
409 | ||
410 | The fact that the direction and magnitude of the observed ether drift are independent of local time and are constant with respect to sidereal time implies that the effect of the earth's orbital motion is imperceptible in the observations. | Тот факт, что направление и величина скорости наблюдаемого эфирного ветра не зависят от местного времени и постоянны по отношению к звездному времени, предполагает, что в наблюдениях влияние орбитального движения Земли очень незначительно. |
411 | The present experiments show no effect of the orbital motion, and hence they are no more consistent with the old theory of a stagnant ether than were the experiments of Michelson and Morley. | Проведенные эксперименты не показали эффекта от действия орбитального движения и, следовательно, они не более согласуются со старой теорией неподвижного эфира, чем эксперименты Майкельсона и Морли. |
412 | In order to account for the absence of the orbital effect, it is assumed that the constant motion of the earth in space is more than 200 km/sec., but that for some unexplained reason the relative motion of the earth and the ether in the interferometer at Mount Wilson is reduced to 10 km/sec.; | Отсутствие орбитального эффекта позволяет считать, что постоянная скорость движения Земли в пространстве больше 200 км/с, но по некоторой невыясненной причине скорость относительного движения Земли и эфира в интерферометре на Маунт Вилсон уменьшается до 10 км/с; |
413 | under those conditions a component motion equal to the earth's orbital motion would produce an effect on the resultant which is just below the limit of the smallest quantity which can be measured by the present interferometer. | при этих условиях составляющая скорости, равная орбитальной скорости Земли, произведет получающийся в результате эффект, который безусловно ниже наименьшего значения, которое может быть измерено данным интерферометром. |
414 | It is for this reason that it is concluded that the velocity of the motion of the solar system is at least 200 km/sec., and it may be much greater. | Это и есть та причина, которая привела к выводу о том, что скорость движения Солнечной системы составляет самое меньшее 200 км/с, а может быть и много больше. |
415 | ||
416 | Several critics seem to be under the impression that the earlier Cleveland observations gave a real zero effect and that it is claimed that the present positive effect is due to the greater elevation at Mount Wilson. | Некоторые критики полагают, что ранние кливлендские наблюдения дали реальный нулевой эффект и что положительный эффект на Маунт Вилсон достигнут благодаря большей высоте. |
417 | This is not true. | Это неверно. |
418 | The numerical values of the positive effect at Cleveland and at Mount Wilson are so nearly equal that with the observations now available (those at Cleveland being relatively few in number) it is impossible to state that there is any effect due to altitude. | Числовые значения положительного эффекта в Кливленде и на Маунт Вилсон примерно соответствуют выполненным теперь наблюдениям (в Кливленде число их было невелико) и невозможно утверждать, что какой-либо эффект возник благодаря влиянию высоты. |
419 | If there is any influence of altitude, it is certainly small; further observations at Cleveland are now being made to determine this matter. | Если и есть некоторая доля влияния высоты, то она очень мала. Дальнейшие наблюдения в Кливленде делаются теперь для того, чтобы определить природу этого влияния. |
420 |
| |
421 | In order to account for these effects as the result of an ether drift, {365} it seems necessary to assume that, in effect, the earth drags the ether so that the apparent relative motion at the point of observation is reduced from 200, or more, to 10 km/sec., and further that this drag also displaces the apparent azimuth of the motion about 60° to the west of north. | Чтобы объяснить эти эффекты результатом действия эфирного ветра, представляется необходимым предположить, что Земля захватывает эфир так, что кажущееся относительное движение в точке наблюдения уменьшается с 200 км/с или более до 10 км/с и что этот захват, кроме того, смещает видимый азимут движения примерно на 60° к западу от севера. |
422 | It is possible that the westerly deflection is influenced by the trend of the Mount Wilson range of mountains from southeast to northwest. | Возможно, что западное отклонение определено влиянием направления хребта Маунт Вилсон, протянувшегося с юго-востока на северо-запад. |
423 | The reduction of the indicated velocity of 200 km/sec., or more, to the observed value of 10 km/sec. may be explained by the theory of the Lorentz-FitzGerald contraction without assuming a drag of the ether. | Уменьшение указанной скорости с 200 км/с или более до наблюдаемого значения 10 км/с может быть объяснено теорией сокращения тел Лоренца–Фицжеральда без привлечения представлений о захвате эфира. |
424 | This contraction may or may not depend upon the physical properties of the solid, and it may or may not be exactly proportional to the square of the relative velocities of the earth and the ether. | Это сокращение может зависеть или не зависеть от физических свойств тела, и оно может быть или не быть пропорциональным квадрату относительной скорости Земли и эфира. |
425 | A very slight departure of the contraction from the amount calculated by Lorentz would account for the observed effect. | Очень слабое отклонение сокращения от значения, вычисленного Лоренцом, могло бы быть отнесено на счет наблюдаемого эффекта. |
426 | ||
427 | The values of the quantities defining the absolute motion of the solar system as obtained from these ether-drift observations are in general agreement with the results obtained by other methods. | Числовые значения абсолютной скорости Солнечной системы, полученные из наблюдений эфирного ветра, вполне согласуются с результатами, полученными другими методами. |
428 | The recent study of proper motions of stars by Ralph Wilson, of the Dudley Observatory, and of the radial motions of the stars by Campbell and Moore, of the Lick Observatory, gives the apex of the sun's way in the constellation Hercules with a right ascension of 270° and a declination of about +30°, with a velocity of about 19 km/sec. | Недавние исследования собственного движения звезд, выполненные Ральфом Вильсоном из Дадлеевской обсерватории, и радиального движения звезд, выполненные Кэмпбэллом и Муром из Ликовской обсерватории, дали апекс движения Солнца к созвездию Геркулеса с прямым восхождением 270° и склонением около +30° со скоростью около 19 км/с. |
429 | Dr. G. Strömberg, of the Mount Wilson Observatory, from a study of globular clusters and spiral nebulae, finds evidence of a motion of the solar system toward a point having a right ascension of 307° and a declination of +56°, with a velocity of 300 km/sec. | Д-р Г.Штромберг из обсерватории Маунт Вилсон, исходя из результатов исследований шаровидных скоплений и спиральных галактик, установил движение Солнечной системы в точку, имеющую прямое восхождение 307° и склонение +56° со скоростью 300 км/с. |
430 | Lundmark, studying the spiral nebulae, finds evidence of a motion having a velocity of 400 km/sec. | Лундмарк, изучая спиральные галактики, установил факт движения со скоростью 400 км/с. |
431 | The various determinations of the motion of the solar system are all in the same general direction and lie within a circle having a radius of 20°. | Различные определения движения Солнечной системы дают одинаковое общее направление, лежащее в пределах окружности, которая имеет радиус 20°. |
432 | Our assumed velocity of 200 km/sec. is simply a lower limit; it might equally well be 300 or 400 km/sec. | Принятая нами скорость 200 км/с есть просто нижний предел, она может составлять и 300 и 400 км/с. |
433 | The first assumption therefore seems to offer no difficulty. | Первое предположение, следовательно, правдоподобно. |
434 | The location of the apex in the constellation Draco, at right ascension 255° and declination +68°, is within 6° of the pole of the ecliptic, that is, the indicated motion of the solar system is almost perpendicular to the plane of the ecliptic. | Нахождение апекса в созвездии Дракона с прямым восхождением 255° и склонением +68° находится внутри 6° от полюса эклиптики. Установленное движение Солнечной системы почти перпендикулярно плоскости эклиптики. |
435 | The sun's axis of rotation {366} points to within 12° of this apex. | Направление оси Солнца указывает в точку, находящуюся в пределах 12° от этого апекса. |
436 | One cannot help wondering whether there may be some dynamic significance in these facts. | Нельзя не заинтересоваться, не меняется ли значение этих факторов со временем. |
437 | ||
438 | The argument now being presented can be demonstrated only by means of observations extending over the whole twenty-four hours of the day, in order to determine the exact form of the daily variation in magnitude and azimuth of the effect, and by means of observations made at different times of year, in order to prove that the effect is dependent on sidereal time. | Аргумент, рассматриваемый теперь, может быть продемонстрирован только с помощью наблюдений, продолжающихся все 24 часа в сутки, для того, чтобы определить точную форму ежедневных вариаций скорости и азимута эффекта, и посредством наблюдений, сделанных в различное время года, чтобы выяснить зависимость эффекта от звездного времени. |
439 | The earlier observations of 1887 and 1905 are not sufficiently numerous and are not distributed throughout the day in such a manner as to make it possible to calculate the direction of the drift. | Ранние наблюдения 1887 и 1905 гг. были проведены в недостаточном количестве, и они не были распределены внутри суток таким образом, чтобы можно было рассчитать направление ветра. |
440 | These earlier observations were made for the purpose of detecting the earth's orbital motion and consequently were made at two selected times of day, such that at one time the magnitude of this particular effect would be a maximum and at the other time it would be zero; or, two times of day were chosen in which the azimuth of the orbital component of motion would have very different values. | Эти ранние наблюдения были сделаны в целях определения орбитального движения Земли и, следовательно, были выполнены лишь в два выделенных момента суток, так что в один момент времени этот частичный эффект давал бы максимум, а в другой момент был равен нулю. Эти два момента в сутки были выбраны так, что азимуты орбитальной составляющей скорости движения должны были сильно различаться по величине. |
441 | Furthermore, until the year 1925 the experiments have never been carried out at intervals of six months. | К тому же до 1925 г. эксперименты никогда не превышали интервала в 6 месяцев. |
442 | The reason that a second set of experiments has not been made after this interval before is simply that in no instance has the expected effect been found in a first set. | Причиной того, что вторая серия экспериментов не была выполнена после этого интервала, проста: не было получено ожидаемого эффекта в первой серии. |
443 | ||
444 | The observations made at Cleveland by Michelson and Morley in 1887, and later repeated by Morley and Miller, have just been recomputed on the present hypothesis; while the earlier observations are not sufficient to determine the direction of the drift, they are nevertheless shown to be entirely consistent with the conclusions drawn from the Mount Wilson experiments. | Наблюдения, выполненные в Кливленде Майкельсоном и Морли в 1887 г, и позже, повторенные Морли и Миллером, были точно пересчитаны под настоящую гипотезу, поэтому ранних наблюдений не достаточно для определения направления ветра, но, тем не менее, они всецело совместимы с заключением, сделанным на основании экспериментов на Маунт Вилсон. |
445 | Or, to state the converse, the present result wholly confirms the earlier experiments of Michelson and Morley, giving no evidence of the effect of the earth's orbital motion. | Или иначе, настоящий результат полностью подтверждает результаты ранних экспериментов Майкельсона и Морли, не давая очевидного влияния орбитального движения Земли. |
446 | In addition to this, the recent experiments, by a thorough study of the residual effects, have shown that there is a systematic cosmical effect as of a true ether drift. | В дополнение к этому с помощью последних экспериментов тщательно изучены остаточные эффекты, показавшие, что имеется систематический космический эффект, такой, как от реального эфирного ветра. |
447 | This conclusion introduces a new question, “Why is the magnitude of the effect less than would be expected on the classical theories and why is the direction of the effect at Mount Wilson deflected to the westward?” | Это заключение поставило новый вопрос, почему этот эффект меньше, чем ожидаемый по классической теории и почему направление эффекта на Маунт Вилсон смещено к западу? |
448 | This question certainly is no more difficult than are many others now awaiting solution. | Этот вопрос, конечно, не более труден, чем многие другие, теперь ожидающие своего решения. |
449 |
| |
450 | {367} The interferometer is being set up again on the campus of Case School of Applied Science in Cleveland, near the place where the original Michelson-Morley experiment was performed in 1887. | Интерферометр снова установлен на территории Кейсовской школы прикладных наук в Кливленде около места, где в 1887 г. был проведен первый эксперимент Майкельсоном и Морли. |
451 | It is proposed to make a series of observations for four epochs of the year, comparable in every way with the Mount Wilson series. | Предполагается провести серию наблюдений для четырех периодов времени года, чтобы сравнить каждую серию с сериями Маунт Вилсон. |
452 | This will give information as to the possible effects of local conditions; it is hoped that it will show more definitely whether there is any effect due to altitude, and whether the orbital motion is appreciable. | Это даст информацию для возможного определения влияния на эффект местных условий; есть надежда, что будет определено влияние на эффект высоты и орбитального движения. |
453 |
| |
454 |
IV. Dr. Roy J. Kennedy (California Institute Of Technology) |
IV. Доктор Рой Кеннеди, Калифорнийский технологический институт |
455 | When Professor Miller published the conclusions that he presented to us yesterday, it became necessary, or at least very desirable, that the experiment be repeated independently. | После публикации проф. Миллером своих выводов, представленных нам вчера, стало необходимым или, по крайней мере, весьма желательным независимое повторение эксперимента. |
456 | It is such a performance of the experiment that I shall discuss this morning. | Я собираюсь обсудить выполнение такого эксперимента этим утром. |
457 | ||
458 | In this experiment the light-paths were reduced to about 4 m, and the required sensitiveness was obtained by an arrangement capable of detecting a very slight displacement of the interference pattern. | В этом эксперименте световые пути были уменьшены примерно до 4 м, а требуемая чувствительность получена благодаря способности специального приспособления выделять очень малые смещения интерференционной картины. |
459 | The whole optical system was inclosed in a sealed metal case containing helium at atmospheric pressure. | Вся оптическая система была заключена в закрытый металлический корпус, содержащий гелий под атмосферным давлением. |
460 | Because of its small size, the apparatus could be effectively insulated, and circulation and variations in density of the gas in the light-paths nearly eliminated. | Благодаря малым размерам аппарат может быть эффективно изолирован, и циркуляции и вариации плотности газа в оптических путях практически исключены. |
461 | Furthermore, since the value of μ – 1 for helium is only about one-tenth that for air at the same pressure, it will be seen that the disturbing effects of changes in density of the gas correspond to those in air at only a tenth of an atmosphere of pressure. | Кроме того, поскольку величина μ−1 для гелия составляет всего примерно одну десятую той же величины для воздуха, можно видеть, что нарушающие эффекты изменений плотности газа при атмосферном давлении будут соответственно в десять раз меньше, чем для воздуха. |
462 | Actually it was found that any wavering of the interference pattern was imperceptible, and when temperature equilibrium had been reached there was no steady shift. | И действительно, было найдено, что дрожание интерференционной картинки было незначительным, и когда устанавливалось температурное равновесие, устойчивое смещение отсутствовало. |
463 | ||
464 | The plan of the apparatus is sketched in Figure 8. | Схема аппарата в плане приведена на рис. 8. |
465 | ||
466 | Fig. 8 | Рис. 8 |
467 | The optical parts are mounted on a marble slab 122 cm square by 10.5 cm thick, which rests on an annular float in a pan of mercury 77 cm in diameter. | Оптические части смонтированы на мраморной плите квадратной формы со стороной 122 см и толщиной 10,5 см, которая покоилась на кольцеобразном поплавке, помещенном в чан со ртутью, имеющий диаметр в 77 см. |
468 | This is simply a reduced copy of Michelson's original mounting. | Это просто уменьшенная копия первоначальной установки Майкельсона. |
469 | The mirrors M1 M4, and M5 are fixed in position; such adjustments of the compensating plate C and mirror M2 as are necessary after the cover is in place can be made from the observer's position at the telescope. | Зеркала M1, M4, и M5 зафиксированы в определенном положении; такие приспособления, как компенсационная пластина С и зеркало M2, необходимо установить из положения наблюдателя у телескопа после того, как крышка будет поставлена на свое место. |
470 | The green light λ 5461 is separated by the lens and prism system from the radiation of a small mercury arc {368} lamp S attached to the slab, and passed through a small hole in the screen Z. | Зеленый свет с длиной волны λ = 5461 от маленькой ртутной дуговой лампы, прикрепленной к плите, выделялся с помощью системы линз и призм и пропускался через малое отверстие в экране Z. |
471 | The pencils of light are carefully limited by screens and by focusing in order to prevent stray light from reaching the eye and thereby reducing its sensitiveness. | Лучи света тщательно ограничивались экранами и фокусировались с тем, чтобы предотвратить случайное попадание света в глаз и вследствие этого — уменьшение его чувствительности. |
472 | Adjustments are made so that broad fringes are formed at the surface of M1 and M2, on which the telescope is focused. | Корректировки были выполнены так, что четкие линии формировались на поверхности M1 и M2, на которые фокусировался телескоп. |
473 | Final adjustments are made by rotating the compensating plate C by means of a fine differential screw, and by placing small weights near the corner of the slab; under proper conditions a 5-g weight deflects the heavy slab just perceptibly. | Окончательные корректировки осуществлялись поворотом компенсационной пластины С с помощью точного дифференциального винта и помещения малых гирек около угла плиты; при таких условиях вес 5 г изменял положение тяжелой плиты вполне заметно. |
474 | The adjusting screws are manipulated by means of spindles passing through short flexible tubes in such a way as to be freely rotatable but air tight. | Регулировочные винты приводились в движение с помощью валиков, проходящих через короткие гибкие трубки, обеспечивающие свободное вращение, но не пропускающие воздух. |
475 | After the mirrors are given preliminary alignment, the cover is carefully lowered into place, sealed to the slab, and then filled with helium. | После того как зеркала были предварительно выставлены, крышка осторожно устанавливалась на место, герметизируя плиту, а затем пространство под крышкой заполнялось гелием. |
476 | ||
477 | Schematically, the arrangement of the interferometer is shown in Figure 9. | Схематически расположение частей интерферометра показано на рис. 9. |
478 | ||
479 | Fig. 9 | Рис. 9 |
480 | A beam of practically plane-parallel, homogeneous light, plane-polarized so that its electric vector lies in the plane of the paper, moves to the right and falls on the mirror M3 at the polarizing angle for the given wave-length. | Луч практически плоскопараллельного однородного света плоско поляризуется так, что его электрический вектор лежит в плоскости рисунка, двигается вправо и падает на зеркало M3 под углом поляризации для данной длины волны. |
481 | At the upper face the beam {369} is split by a thin platinum film into two parts of nearly equal intensity, one passing to the mirror M1 and the other to M2. | На верхней поверхности луч расщепляется с помощью тонкой платиновой пленки на две части примерно одинаковой интенсивности, одна пропускается к зеркалу M1, а вторая к M2. |
482 | From there they are reflected back to M3, where they recombine and pass to the eye through a telescope focused on M1 and M2. | Оттуда они отражаются назад к M3, где складываются и пропускаются в телескоп, сфокусированный на M1 и M2. |
483 | Two purposes are accomplished by the use of plane-polarized light: first, the non-interfering rays indicated by the dotted lines, which would be produced with natural light, are completely eliminated; and, second, the recombining beams can be adjusted to perfect equality of intensity by varying the relative reflecting powers of M1 and M2. | Применением плоскополяризованного света достигаются две цели: первая та, что не интерферирующие лучи, показанные пунктирной линией, которые получались бы с естественным светом, полностью исключаются, и вторая та, что складывающиеся лучи могут быть отрегулированы так, чтобы улучшить интенсивность при различной относительной отражательной способности M1 и M2. |
484 | Because there are two more glass-air interfaces to be traversed by the upper beam than by the lower, it is impossible to equalize both components of natural light in this way. | Поскольку для верхнего луча существует на два перехода стекло–воздух больше, чем для нижнего, выровнять обе компоненты естественного света таким путем невозможно. |
485 |
| |
486 | The high sensibility necessary because of the short paths is secured chiefly by the simple device of raising one-half of the surface of mirror M2 a small fraction of a wave-length above the other, the dividing line between the two levels being straight and as sharp as possible. | Высокая чувствительность, необходимая из-за короткого пути света, обеспечена, главным образом, простым устройством для возвышения одной половины зеркала М2 над другой на малую долю длины волны света, разделяющая линия между двумя уровнями прямая и четкая настолько, насколько это возможно. |
487 | The mirror used was made by covering part of a plane plate with a flat sharp-edged microscope cover-glass and applying the extra thickness by cathode deposition of platinum, thereafter giving the whole plate a fully reflecting coat. | Зеркало было выполнено путем покрытия части стеклянной плоской пластины плоским с резко очерченными краями микроскопическим покровным стеклом и применением дополнительного слоя платины, нанесенного методом катодного напыления, после чего вся пластина давала полное отражение. |
488 | I ran across the suggestion of using such a divided mirror in interferometry some years ago, but am unaware to whom the credit for it belongs. | Автору встречались предложения о применении такого разделенного зеркала в интерферометрии несколько лет тому назад, но он не знает, кому эта идея принадлежит. |
489 | {370} The theory of the arrangement is as follows: The interference phenomena will be the same as if the mirror M2 were replaced by its image in M3. | Теория приспособления следующая. Явление интерференции будет таким же, как если бы зеркало M2 было заменено его изображением в M3. |
490 | Under the conditions of the experiment, where the paths are nearly equal, M1 is perpendicular to the beam incident on it, and the reflected beams are brought nearly to parallelism, the image of M2 will be nearly parallel and coincident with the face of M1. | В условиях эксперимента, в котором пути почти равны, M1 перпендикулярно лучу, падающему на него, и отраженные лучи переносят изображение почти параллельно, изображение M2 будет почти параллельно и совпадать с поверхностью M1. |
491 | Elementary theory shows that the resulting interference pattern then practically coincides with M1. | Элементарная теория показывает, что результирующая интерференционная картина будет практически совпадать с M1. |
492 | It would needlessly complicate this discussion to develop the general theory of interference for all inclinations of the mirrors; the experimentally realized case of near parallelism alone is necessary. | Целесообразно дополнить это рассуждение развитием общей теории интерференции на все отклонения зеркал; экспериментальное обеспечение близкого параллелизма совершенно необходимо. |
493 | ||
494 | ||
495 | Fig. 10 | Рис. 10 |
496 | Let Figure 10 represent a greatly exaggerated cross-section of M1 and the image of M2, normal to their planes and to the dividing line in M2. | На рис. 10 показаны сильно увеличенные поперечное сечение M1 и изображение M2, нормальные к их плоскостям и к разделяющей линии в M2. |
497 | M1 lies in the plane x = 0, and the levels of M2 are at equal distances on opposite sides of a parallel plane at the distance x from M1. | M1 лежит в плоскости x = 0, а уровни M2 находятся на равном расстоянии на противоположных сторонах от параллельной плоскости, находящейся на расстоянии х от M1. |
498 | Let a monochromatic wave, in which the displacement is given by fall on M1 and M2 from the left. | Предположим, что монохроматическая волна, в которой смещение дано выражением падает на M1 и M2 слева. |
499 | At the surface of M1 the displacement in the reflected wave is then given by if we ignore the loss through imperfect reflection. | На поверхности M1 смещение отраженной волны составит если мы пренебрежем потерями несовершенного отражения. |
500 | The displacement in the plane of M1 in the wave reflected from the upper part of M2 is | Смещение в плоскости M1 в волне, отраженной от верхней части M2 равно |
501 | The square of the resultant displacement is then | Квадрат результирующего смещения составит |
502 | ||
503 | This can be reduced to the form | Это выражение может быть преобразовано к виду |
504 | ||
505 | {371} Similarly, the square of the resultant displacement in the interfering beams below the dividing line is found to be | Подобный же квадрат результирующего смещения в интерферирующих лучах ниже разделяющей линии находится как |
506 | ||
507 | The intensities, being proportional to the squares of the amplitudes, can be represented by | Интенсивность, пропорциональная квадрату амплитуды, может быть представлена в виде |
508 | and | и |
509 | Now w = 2πν, where ν = frequency of the light. | Здесь w = 2πν, где ν — частота света. |
510 | Hence ω/c = 2π /λ. | Следовательно, ω/c = 2π /λ. |
511 | Therefore and . | ; . |
512 | For values of x=nλ /4 where n is an integer, | Для величин x=nλ /4 где n — целое число, |
513 | ||
514 | the sign being positive for even values of n and negative for odd values. | знак «+» для четных значений n и «–» для нечетных значений. |
515 | The same expression holds for I2; hence, under these conditions, I1= I2. | Таким же выражением определится I2, поэтому для этих условий I1= I2. |
516 | To the observer, then, the field of view is equally intense on both sides of the dividing line when x=nλ /4. | Следовательно, для наблюдателя поле зрения по обе стороны от разделяющей линии будет иметь равную интенсивность при x=nλ /4. |
517 |
| |
518 | We have now to determine the least change in x from this value which will produce a perceptible difference in illumination in the two sides of the field. | Теперь нам нужно определить минимальное изменение x, которое произведет ощутимое различие в освещенности обеих сторон поля. |
519 | If x is given the variation δx while α is kept constant, the difference in intensity will be | Если x даст вариацию δx пока α есть константа, то разница интенсивности составит |
520 | ||
521 | {372} Now | Теперь |
522 | Similarly, | Подобным же образом |
523 | Therefore the sign being of no importance. | Следовательно знак не имеет значения. |
524 | ||
525 | The perceptibility of the variation is determined not by δI alone, but by the ratio of δI to the total intensity, I1 or I2. | Распознаваемая вариация предопределена не только величиной δI, но также и отношением δI к полной интенсивности I1 или. |
526 | According to the Weber-Fechner law, if δI is taken to be the least perceptible variation in intensity, the foregoing ratio is nearly constant for a considerable range of intensities. | В соответствии с законом Вебера–Фехнера, если δI дана как наименьшая ощутимая вариация интенсивности, приведенное выше отношение почти постоянно для широкого диапазона интенсивности. |
527 | With this meaning of δI, δx becomes the least detectable change of position of M2. | При таком значении δI, δx получаем как наименьшее обнаруживаемое изменение положения M2. |
528 |
| |
529 | If initially we have uniformity of illumination, we have from the equations above, | Если мы первоначально имеем неизменное освещение, то из приведенных выше выражений получим |
530 | , or | или |
531 | If now δI / I were a true constant, we should have for the case of negative sign, which corresponds to dim illumination of the field, the sensibility of the apparatus increasing indefinitely as the factor α was made smaller. | Если теперь δI/I и в самом деле постоянно, то для случая знака «–», соответствующего темному освещению поля, мы должны иметь неопределенно возрастающую чувствительность по мере уменьшения фактора α. |
532 | I decreases with α, however, and the Fechner “constant” soon diminishes rapidly. | К несчастью, однако, I уменьшается с уменьшением α, а фехнеровская «константа» вскоре также быстро уменьшается. |
533 | Nevertheless, the conditions of illumination and contrast here are similar to those in the half-shade polariscope, and from the theory of the Lippich instrument it appears that δI / I equals about 8×10–3. | Тем не менее, условия освещения и контрастность здесь подобны тем, которые имеются в полутеневом полярископе, а из теории инструмента Липпиха следует, что δI/I примерно равна 8×10–3. |
534 | The lack of perfect planeness in the mirrors and of equality of intensity in the interfering beams is a further limiting factor; a little experimenting indicated {373} that α should not be much less than 0.025 λ, which was the value finally used. | Недостаточное совершенство плоскостей зеркал и неодинаковость интенсивности интерферирующих лучей являются следующим ограничивающим фактором; небольшое экспериментирование показало, что α должно быть не меньшим, чем 0.025 λ, что и было, в конце концов, применено. |
535 | Substituting these values in the last equation, we get δx = 5×10–5 λ as the least detectable change in position of one of the mirrors. | Подставляя эту величину в последнее выражение, мы получили δx = 5×10–5 λ как наименьшее определяемое изменение в положении зеркал. |
536 | This corresponds to a change of optical length of path δl = 2δx = 10–4 λ. | Это соответствует изменению оптической длины пути δl = 2δx = 10–4 λ. |
537 | ||
538 | To take full advantage of the possibilities of the arrangement would have required perfect mirrors and an intenser and, therefore, hotter source of light than would have been desirable near the sensitive apparatus, as well as lengthening the interval between observations, thus allowing greater chance for any steady temperature shift to show itself. | Чтобы наиболее полно использовать возможности приспособления потребовались бы более совершенные зеркала и более интенсивный и, следовательно, более горячий источник света, чем это было бы желательно вблизи чувствительного аппарата, так же как удлиннение интервалов между наблюдениями, таким образом, допуская больше возможности проявить себя любым устойчивым температурным изменениям. |
539 | No attempt was made in the experiment, therefore, to go below values of δl equal to 2×10–3 λ; such variations were detectable without the least uncertainty. | Поэтому в эксперименте не нужно снижать значение δl более, чем до 2×10–3 λ; такие вариации обнаруживались без каких-либо сомнений. |
540 | ||
541 | With this apparatus the velocity of 10 km/sec. found by Professor Miller would produce a shift corresponding to 8×10–3 wavelengths of green light, which is four times the least detectable value. | На этом аппарате скорость 10 км/с, полученная Миллером, давала бы сдвиг, соответствующий 8×10–3 длины волны зеленого цвета, что в четыре раза больше наименьшего определяемого значения. |
542 |
| |
543 | The experiment was performed in a constant-temperature room in the Norman Bridge Laboratory at various times of day, but oftenest at the time when Miller's conclusions require the greatest effect. | Эксперимент проводился в лаборатории Норман Бридж, в помещении с постоянной температурой в различное время дня, но чаще во время, когда выводы Миллера обещают наибольший эффект. |
544 | The sensitiveness of the eye was tested for each trial by the placing or removal of a small weight on the slab before and after rotating it. | Чувствительность глаза исследовалась для каждого испытания помещением или снятием небольшого груза на плиту до и после ее вращения. |
545 | There being no fluctuations in the field of view, it was unnecessary to take the average of a number of readings. | При отсутствии флуктуаций в поле зрения не было необходимости усреднить результаты считываний. |
546 | As has been shown, a shift as small as one-fourth that corresponding to Miller's would have been perceived. | Как было показано, сдвиг, составляющий 1/4 сдвига по Миллеру, был бы замечен. |
547 | The result was perfectly definite. | Результат был совершенно определенным. |
548 | There was no sign of a shift depending on the orientation. | Отсутствовал знак сдвига в зависимости от ориентации. |
549 | ||
550 | Because an ether drift might conceivably depend on altitude, the experiment was repeated on Mount Wilson, in the 100-inch telescope building. | Поскольку эфирный ветер мог зависеть от высоты, эксперимент был повторен на Маунт Вилсон в здании обсерватории. |
551 | Here again the effect was null. | Здесь эффект также был нулевым. |
552 | ||
553 | [Note added April, 1928.—Illingworth at the California Institute of Technology has continued the work with Kennedy's apparatus, using improved optical surfaces and a method of averaging. | [Запись, добавленная в апреле 1928 г.: Иллингворт в Калифорнийском технологическом институте продолжил работу с прибором Кеннеди, используя усовершенствованные оптические поверхности и метод усреднения. |
554 | He concludes [2] that no ether drift as great as 1 km/sec. exists.] | Он сделал вывод о том, что скорости эфирного ветра, большей 1 км/с, не существует. [2]] |
555 |
| |
556 |
V. Professor E. R. Hedrick (University of California at Los Angeles) |
V. Профессор Е. Р. Хедрик, Калифорнийский университет, Лос-Анжелес |
557 | {374} [Because of lack of time Professor Hedrick presented only a summary of the following contribution, prepared by himself and Professor Ingold of the University of Missouri.] | [В связи с недостатком времени проф. Хедрик представил лишь краткое описание своего сообщения, подготовленного им и проф. Ингольдом из университета шт. Миссури.] |
558 |
I. Introduction |
Введение |
559 | The celebrated experiment by Michelson to determine the relative motion of the earth and the luminiferous ether was first made in 1881. [3] | Известный опыт Майкельсона по определению относительного движения Земли и светоносного эфира был впервые поставлен в 1881 году [3]. |
560 | Objection to the mathematical theory was raised by H. A. Lorentz in 1886, [4] and in 1887 the theory was modified by Michelson and Morley to meet this objection. [5] | Возражения по поводу математической теории были высказаны Лоренцем в 1886 году [4], и в 1887 году теория была модифицирована Майкельсоном и Морли с учетом высказанных замечаний [5]. |
561 | It is the theory accompanying the account of their 1887 experiment that is usually given and that is now generally accepted. | Эта теория, соответствующая их эксперименту 1887 года, обычно преподается и в настоящее время общепринята. |
562 |
| |
563 | Until about 1898 it does not appear that any further serious objections were raised against the theory. | До 1898 г. никаких серьезных возражений теория не вызывала. |
564 | From that time on, however, numerous papers [6] dealing with the matter have appeared, which, in many instances, contain objections to one feature or another of the theory. | С этого времени, однако, появилось большое количество статей [6] по данному вопросу, включающих возражения то по одной, то по другой детали теории. |
565 | The differences of opinion appear to arise mainly from different conceptions regarding the mechanism of interference phenomena. | Различия во мнениях возникали, главным образом, из-за различных концепций, касающихся механизма явления интерференции. |
566 | ||
567 | In view of the wide diversity of opinion on the subject, it has seemed worth while to work out the theory anew, on the basis of some reasonable hypothesis that has been employed in dealing with other phases of interference phenomena. | Ввиду широкого различия мнений относительно этого предмета целесообразно вновь разработать теорию на базе приемлемых гипотез, которые были использованы при работе с другими аспектами явления интерференции. |
568 |
| |
569 | Some portions of the present investigation appear to be closely related to part of the work of Righi as reported by Stein, [7] and {375} confirms, by an independent calculation, some of Righi's results, which is a matter of great importance, since the accuracy of his work has been called in question. [8] | Часть настоящего исследования тесно связана с той частью работы Риги, доложенной Штейном [7], которая подтверждает своими независимыми вычислениями результаты, полученные Риги; это имеет большое значение, поскольку точность самой этой работы поставлена под сомнение [8]. |
570 |
| |
571 |
2. Reflection from a moving mirror |
Отражение от движущегося зеркала |
572 | We begin by obtaining certain general formulae for the reflection of light from a moving mirror. | Мы начинаем с получения некоторых общих формул для отражения света от движущегося зеркала. |
573 | Two cases are considered: (a) the direction of motion of the mirror coincides with the direction of the rays of light before reflection; (b) the direction of motion of the mirror makes an angle Θ with the direction of the rays of light. | Рассматриваются два случая: а) направление движения зеркала совпадает с направлением лучей света перед отражением; б) направление движения зеркала образует угол Θ с направлением лучей света. |
574 | ||
575 | a) Denote the velocity of light by c and the velocity of the mirror by v. | а) Обозначим скорость света через c и скорость зеркала через v. |
576 | Let h represent the tangent of the angle of inclination of the mirror to the direction of motion. | Пусть h означает тангенс угла наклона зеркала в направлении движения. |
577 | ||
578 | Fig. 11 | Рис. 11 |
579 | ||
580 | In Figure 11, AZ represents the front of a wave advancing on the mirror at A. | На рис. 11 AZ представляет фронт волны, движущейся на зеркало A. |
581 | While the mirror moves from AL to A'L', the portion of the wave at Z traverses the distance ZL'. | В то время как зеркало движется от AL к A'L', часть волны от Z проходит расстояние ZL'. |
582 | Therefore, denoting the angle A'AL' by α, we have | Следовательно, обозначая угол A'AL' через α, получим |
583 | ||
584 | which gives the position of the equivalent fixed mirror. | что соответствует положению эквивалентного неподвижного зеркала. |
585 | ||
586 | Similarly, A'L is the position of the equivalent fixed mirror for a ray coming from the opposite direction CA; and if we denote CA'L by γ, we have | Аналогично A'L есть положение эквивалентного неподвижного зеркала для луча, приходящего с противоположного направления CA, и если мы обозначаем CA'L через γ, то получим |
587 | tan γ = (1+β)h. | tg γ = (1+β)h. |
588 | ||
589 | {376} b) If the direction of motion of the mirror makes an angle with the direction of the rays, then from Figure 12 it is clear that the mirror really advances with a velocity , so that the formulae for this case may be obtained from those of the previous case by putting in place of β. | б) Если направление движения зеркала составляет угол с направлением лучей, то из рис. 12 видно, что зеркало в действительности движется со скоростью. Таким образом, формулы для этого случая могут быть получены из предыдущих путем подстановки вместо β. |
590 | ||
591 | Fig. 12 | Рис. 12 |
592 | ||
593 | If the mirror is inclined at an angle of 45° to the direction of the rays of light, h = 1 and | Если зеркало наклонено под углом 45° в направлении лучей света, то h = 1 и |
594 | tan α = 1 – β (cos Θ – sin Θ), while | tg α = 1 – β (cos Θ – sin Θ), в то время как |
595 | tan γ = 1 + β (cos Θ – sin Θ). | tg γ = 1 + β (cos Θ – sin Θ). |
596 | ||
597 |
3. Application to the Michelson-Morley experiment |
Применение к эксперименту Майкельсона–Морли |
598 | In the Michelson-Morley experiment a ray of light from a source S (Fig. 13) meets a half-silvered glass plate, inclined at 45° to its path, at A. | В эксперименте Майкельсона–Морли луч от источника света S (рис. 13) встречает в A полупрозрачную стеклянную пластину, наклоненную под углом 45° к его пути. |
599 | ||
600 | Fig. 13 | Рис. 13 |
601 | A portion is reflected to a mirror at B, parallel to SA, from which it is again reflected to pass through the plate at A' and finally into a telescope at T. | Часть света отражается зеркалом B, параллельным SA, откуда вновь отражается для прохождения через пластину A' в и затем в телескоп в T. |
602 | Another portion is transmitted through the glass plate at A to a mirror at C, perpendicular to SA, from which it is returned to the glass plate at A' and from there a further portion is reflected into the telescope at T. | Другая часть пропускается через стеклянную пластину в A к зеркалу в C, перпендикулярному SA. от которого свет возвращается к стеклянной пластине в A' и от нее, кроме того, часть отражается в телескоп в T. |
603 | When the mirrors are set as described, with absolute accuracy, we call the experiment the “ideal Michelson-Morley experiment.” | Если зеркала установлены точно так, как описано, то мы называем эксперимент «идеальным экспериментом Майкельсона–Морли». |
604 | We wish to compute the angle T'A'T. | Мы хотим вычислить угол T'A'T. |
605 |
| |
606 | We assume that the earth and the apparatus are moving through the ether in a direction making an angle Θ with the path of the rays SA. | Предположим, что Земля и прибор движутся сквозь эфир в направлении, образующем угол Θ с траекториями лучей SA. |
607 | ||
608 | It will be necessary to determine the position of the equivalent fixed mirror at B. | Необходимо определить положение эквивалентного неподвижного зеркала в B. |
609 | ||
610 | For convenience denote β (cos Θ – sin Θ) by ξ. Then the angle CAB = 2α where tan α = 1 – ξ. | Для удобства обозначим β (cos Θ – sin Θ) как ξ, тогда угол CAB = 2α, где tg α = 1 – ξ. |
611 | ||
612 | ||
613 | Fig. 14 | Рис. 14 |
614 | In Figure 14, if BE is the wave front of the ray reflected from A and if the mirror at B advances from BM to B'M' (a distance r in the {377} direction Θ) while the portion of the wave front at E advances to M', then BM' is the position of the equivalent fixed mirror. | На рис. 14, если BE есть фронт волны луча, отраженного от A, и, если зеркало в B движется от BM к B'M' (расстояние r в направлении Θ), тогда как часть волнового фронта в E движется к M', то BM' есть положение эквивалентного неподвижного зеркала. |
615 | Denote the angle MBM' by ρ; then | Обозначим угол MBM' через ρ, тогда |
616 | ||
617 | where GM' is perpendicular to BM. | где GM' перпендикулярно BM. |
618 |
| |
619 | ||
620 | ||
621 | {378} Therefore | Следовательно, |
622 |
|
|
623 | But we have hence, to terms of the second order, | Но следовательно, для членов второго порядка |
624 | ||
625 | Substituting these values in the expression for tan ρ, we have | Подставляя эти величины в выражение для tg ρ получим: |
626 | q.p. | |
627 | ||
628 | Now if we denote the angle CA'T by and the angle CA'T' by ψ, we have (remembering that and ψ are negative angles) | Если теперь мы обозначим угол CA'T через , а угол CA'T' через ψ, то, помня, что и ψ — отрицательные углы, получим: |
629 | or | или |
630 | ||
631 | Thus the positive angle | Таким образом, положительный угол |
632 | ||
633 | To determine the tangent of this angle, we find | Чтобы определить тангенс этого угла, найдем |
634 | ||
635 | ||
636 | and therefore | и, следовательно, |
637 | q.p. | |
638 | ||
639 | From this we obtain | Из этого получаем |
640 | q.p., | |
641 | since to terms of the second order. | так как для членов второго порядка. |
642 | Substituting for ξ and reducing, we have finally | Подставляя значение для ξ и выполняя сокращение, окончательно получим: |
643 | ||
644 | {379} This formula was obtained by Righi, who concluded from it that a rotation of the apparatus (in the ideal experiment) through 90° would produce absolutely no effect, since, although the distances traversed by the two rays are exchanged, yet at the same time their positions are also exchanged; that is, the ray having the longer path occupies the same relative position with respect to that one having the shorter path, after the rotation as before. | Эта формула была получена Риги, сделавшим на ее основе вывод, что вращение прибора на 90° в идеальном эксперименте не вызывает абсолютно никакого эффекта, так как, несмотря на обмен расстояний, пройденных двумя лучами, их положения в это же время также обмениваются; таким образом луч, имеющий более длинный путь, занимает такую же относительную позицию по отношению к лучу, имеющему более короткую траекторию после вращения, как и ранее. |
645 | It follows that the pattern of the interference fringes after the rotation cannot be distinguished from that before the rotation [9]. | Отсюда следует, что картина интерференционных полос после поворота не может быть отличима от той, что была до поворота [9]. |
646 | ||
647 |
4. The usual theory |
Обычная теория |
648 | A careful computation of the difference in the length of path traversed by the two rays yields precisely the same result as is given in the usual theory, namely, β2 cos 2Θ. | Тщательное вычисление разницы длины путей, пройденных двумя лучами, дает тот же самый результат, какой дается в обычной теории, а именно: β2 cos 2Θ. |
649 | As a matter of fact, it was also known that, under ideal conditions, there exists a second-order difference in the directions of the final rays [10]. | Фактически было также известно, что при идеальных условиях существует разность второго порядка в направлениях конечных лучей [10]. |
650 | The view has been, however, that this difference in direction could affect the difference in time, up to the telescope, and therefore the difference in phase, only by an amount of the third order in β. | Существовало мнение, что эта разность в направлениях может оказать влияние на разность во времени для телескопа и, следовательно, на разность в фазе только на величину третьего порядка в β. |
651 | Thus it was thought that this difference had no appreciable effect on the position of the interference fringes, although it might modify the width of the fringes. | Таким образом, считалось, что эта разница не имела влияния на положение интерференционных полос, хотя и могла изменять ширину полос. |
652 | ||
653 | In the next section we investigate, as far as we can, the legitimacy of this older view. | В следующем разделе мы исследуем, насколько это возможно, справедливость этого старого мнения. |
654 | As a basis for this investigation, we use a conception of the mechanism of interference phenomena which has been employed in other connections. | В качестве основы для исследования мы используем принцип механизма явления интерференции, использованный в других случаях. |
655 | Whether its application in the present instance is legitimate is perhaps a matter to be decided by experiment, but there does not seem to be any very evident reason why it cannot be employed with safety. | Законно ли его применение в данном примере, можно решить экспериментальным путем, но в данном случае отсутствуют какие-либо видимые причины для отказа от этого применения. |
656 | ||
657 | We may mention here that, quite apart from any special hypothesis concerning interference phenomena, the argument of Righi given at the conclusion of the preceding section proves absolutely that the second-order change in the angle between the final rays is by no means negligible, since in the ideal experiment the expected shift for a rotation through 90° is proportional to 2β2 if that angle is not taken into account, but is zero when it is taken into account. | Можно отметить, что совершенно независимо от какой-либо специальной гипотезы, касающейся явления интерференции, доказательство Риги, приведенное в выводах предыдущего раздела, абсолютно доказывает, что изменением второго порядка в угле между конечными лучами, по крайней мере, можно пренебречь, так как в идеальном эксперименте ожидаемый сдвиг для вращения на 90° пропорционален 2β2, если этот угол не принимается во внимание, но сдвиг равен нулю, если угол принимается во внимание. |
658 | ||
659 |
5. Possible effect of difference of angle on the position of the interference bands | Возможное влияние разности угла на положение интерференционных полос |
660 | {380} Figure 15 represents the network of wave fronts of the two interfering rays. | На рис. 15 показана схема волновых фронтов двух интерферирующих лучей. |
661 | ||
662 | Fig. 15 | Рис. 15 |
663 | The space between F1 and F2 represents the central bright fringe. | Пространство между F1 и F2 представляет собой центральную светлую полосу. |
664 | ||
665 | Let the ray s change its direction (relative to the ray t) by the amount Δα. | Пусть луч s изменит свое направление относительно луча t на величину Δα. |
666 | If the new wave front f2 meets the old wave front f1 near the edge of the fringe at N, the center of the fringe will be shifted to the left from M to M'. | Если новый волновой фронт f2 встречает старый волновой фронт f1 возле кромки полосы на N, то центр полосы будет сдвинут влево от M до M'. |
667 | The amount of this shift, which is due wholly to the change of angle between the interfering rays, will depend on the distance of the point of intersection of the consecutive wave fronts from the edge of the fringe. | Величина этого сдвига, зависящая полностью от изменения угла между лучами, будет зависеть и от расстояния от точки пересечения последовательных волновых фронтов до кромки полосы. |
668 | As this point approaches the center of the fringe, the distance MM' becomes negligible. | При приближении этой точки к центру полосы расстоянием MM' можно пренебречь. |
669 | In {381} this case the effect is to widen the fringe without appreciably altering the position of its center. | В этом случае эффект выражается в расширении полосы без заметного изменения положения ее центра. |
670 | ||
671 | The foregoing is based, of course, on the hypothesis that the distances traversed by the two rays are not changing. | Нижеследующее основано на гипотезе, что расстояния, пройденные двумя лучами, не изменяются. |
672 | If the distance traversed by t changes, then the wave front LM takes a new position indicated by the dotted line. | Если расстояние, пересекаемое t, изменится, то волновой фронт LM примет новое положение, обозначенное штриховой линией. |
673 | ||
674 | Now actually, the two changes occur simultaneously; and as both are periodic it seems inevitable that the point of intersection of f1 and f2 should at times come near enough to produce an appreciable displacement. | Теперь фактически два изменения происходят одновременно, и поскольку оба являются периодическими, то кажется неизбежным, что точка пересечения f1 и f2 должна, в конце концов, приблизиться настолько, что произведет заметное смещение полос. |
675 |
| |
676 | It is conceivable, of course, that the two effects might neutralize each other, as indicated at the bottom of the figure, where the point of intersection of consecutive rays is supposed to come outside of the central fringe. | Возможно, конечно, что два эффекта смогут нейтрализовать друг друга, как показано в нижней части рисунка, где точка пересечения лучей выходит за центральную полосу. |
677 |
| |
678 |
6. Formula for the shift of the fringes |
Формула для сдвига полос |
679 | It seems to be impossible to obtain a formula for the amount of the shift of the fringes without making certain assumptions concerning the nature of interference phenomena. | Представляется невозможным получить формулу для сдвига полос, не делая определенных предположений относительно природы явления интерференции. |
680 |
| |
681 | The simplest procedure seems to be to study the network of parallelograms so drawn that each system of parallel sides represents the successive positions of some definite phase of the waves of the corresponding ray. | Кажется, что простейшей процедурой является изучение схемы параллелограммов, вычерченных таким образом, что каждая система параллельных сторон представляет собой последующие положения какой-либо фазы волн в соответствующем луче. |
682 |
| |
683 | Let Figure 15 represent this network of parallelograms, and let a denote the distance of the middle of the central fringe to the right of some convenient origin. | Пусть рис. 15 представляет собой такую схему параллелограммов и пусть a означает расстояние от середины центральной полосы вправо до какого-либо удобного начала отсчета. |
684 | This distance will depend upon the initial adjustment between the distances traversed by the two rays. | Это расстояние будет зависеть от начальной регулировки между расстояниями, пройденными двумя лучами. |
685 | ||
686 | If it is agreed that only the relative positions and lengths of paths of the two rays s and t are involved, we may suppose that one of the rays remains fixed in length while the other remains fixed in direction. | Если договориться об учете только относительных положений и длин путей двух лучей s и t, то можно предположить, что один из лучей остается фиксированным по длине, в то время как другой остается фиксированным по направлению. |
687 |
| |
688 | Let the ray t be supposed to rotate about a point in the neighborhood of its image. | Предположим, что луч t вращается вокруг точки в окрестностях своего изображения. |
689 | Then one of the lines f representing a certain phase of t may be supposed to envelop a circle. | Тогда можно предположить, что одна из линий f, представляющая одну из фаз t, охватывает окружность. |
690 | Let b denote the distance to the right of the origin of the point of contact of this circle with f in its initial position. | Пусть b означает расстояние вправо от точки контакта этого круга с f в его начальном положении. |
691 | ||
692 | {382} Use the following notations: a' equals the new value of a due to change of length of s, b' equals the new value of b due to change of direction of t, M' denotes the middle of central fringe after s has changed length, and M′′ denotes the final position of the central fringe. | Используем следующую систему обозначений: a' равно новому значению a в связи с изменением длины s; b' равно новому значению b в связи с изменением направления t; M' означает середину центральной полосы после изменения длины s; M'' означает конечную позицию центральной полосы. |
693 |
| |
694 | After the apparatus has rotated through an angle Θ, we have | После поворота прибора на угол Θ получим: |
695 |
| |
696 | ||
697 | ||
698 | Adding M'M′′ to a′, we have for the position of M′′, the new middle point of the central fringe, | Прибавляя M'M′′ к a′, получим для положения M′′ новую срединную точку центральной полосы: |
699 | ||
700 |
| |
701 |
7. Position of maximum shift |
Положение максимального сдвига |
702 | The formula of the last section shows that the fringes have a periodic motion across the field of the telescope. | Выражение, приведенное в предыдущем разделе, показывает, что полосы имеют периодическое движение в пределах поля зрения телескопа. |
703 | The maximum and minimum positions of M, however, depend upon the values of the quantities a, b, and r. | Максимум и минимум положения M, однако, зависят от значений a, b и r. |
704 | The values of a and r depend upon the initial adjustments, and the value of b would very likely be different for experiments performed at different times. | Значения a и r зависят от начальной регулировки, а значение b, очевидно, будет различным для экспериментов, проводимых в разное время. |
705 | ||
706 | If, then, no effort is made to control the values of these quantities, we must suppose that the maximum and minimum positions for a series of experiments will have an entirely random distribution. | Если затем не будут предприняты попытки управления значениями этих величин, то можно предположить, что максимальные и минимальные положения для серии отсчетов будут иметь полностью случайные распределения. |
707 | It will not be legitimate, therefore, simply to average the readings of a series of observations, as was done in the Michelson-Morley experiment. | Поэтому будет неправомерным просто усреднить выводы серий наблюдений, как это было сделано в эксперименте Майкельсона–Морли. |
708 | In fact, there would seem to be a high degree of probability that this procedure would lead to a quite small result in case it is applied to a large number of observations. | Фактически будет высокая степень вероятности того, что эта процедура приведет к чрезвычайно незначительным результатам, если ее применить к большому количеству наблюдений. |
709 | ||
710 | [Professor Hedrick remarked at the end of his report that his results had been discussed by Professor Epstein from the physical point of view. | [Проф. Хедрик заметил в конце доклада, что его результаты были рассмотрены проф. Эпштейном с точки зрения физики. |
711 | This discussion has kindly been supplied for publication here.] | Результаты дискуссии любезно представлены для публикации]. |
712 | ||
713 |
V. Professor Paul S. Epstein (California Institute of Technology) |
VI. Профессор Пауль С.Эпштейн, Калифорнийский технологический институт |
714 |
| ((Эпштейн, Пауль Софус (Павел Зигмундович) (1883—1966) — российский и американский физик-теоретик, член Национальной академии наук США. — Прим. ред. )) |
715 | {383} The result of Professor Hedrick's analysis is that the two beams of light acquire a difference of phase | Результаты анализа Хедрика заключаются в том, что два луча света получают разность фаз |
716 | and a difference in direction
in which terms of the fourth order are neglected. | и разность направлений где членами четвертого порядка можно пренебречь. |
717 | ||
718 | Let us now choose the plane in which we observe the fringes as x = 0 of a cartesian system (Fig. 16). | Выберем теперь плоскость, в которой мы наблюдаем полосы, как x = 0 декартовой системы координат (рис. 16). |
719 | ||
720 | Fig. 16 | Рис. 16 |
721 | We can then represent the two waves by the formulae (s = light-vector) | Мы можем представить две волны выражениями (s — световой вектор): |
722 | ||
723 | ||
724 | The illumination of the screen is then (x = 0, sin α = α) | Освещение экрана определится при (x = 0, sin α = α), как |
725 | ||
726 | ||
727 | We have maxima, where the argument of the cosine is a multiple of π. | Функция имеет максимум, когда аргумент косинуса кратен π. |
728 | ||
729 | The position of the central fringe is therefore given by | Положение центральной полосы дается как |
730 | ||
731 | (1) | (1) |
732 | ||
733 | {384} The distance between two maxima, or the width of the fringes, is given by the equation | Расстояние между двумя максимумами, или ширина полос, определяется уравнением |
734 |
or | или |
735 | (2) | (2) |
736 | ||
737 | Let us first consider the interferometer at rest. | Вначале рассмотрим интерферометр в покое. |
738 | We cannot take the ideal adjustment, because then we should have no fringes. | Мы не сможем обеспечить идеальную регулировку, так как тогда не будем иметь полос. |
739 | Formula (2) shows that we must have a finite difference α0 – α'0 in order to get a finite width of fringes. | Формула (2) показывает, что для получения конечной ширины полос должна быть полезная разность α0 – α'0. |
740 | This width is of the order of 1 mm, so that (δ – δ' = 0) we have the order of magnitude | Эта ширина составляет около 1 мм, так что при ( δ – δ' = 0) мы получим порядок величины |
741 | ||
742 | ||
743 | In the actual experiment, we have in addition to α0 – α'0 the rotation Δα: | В реальном эксперименте дополнительно к α0 – α'0 есть поворот на Δα: |
744 | ||
745 | ||
746 | The order of magnitude is | Порядок величин: |
747 | ||
748 | Therefore an expansion is permissible: | Следовательно, допустимо расширение |
749 | ||
750 | ||
751 | ||
752 | The first term represents the shift due to the difference of phase; the second term is due to the rotation. | Первый член выражения представляет собой сдвиг в связи с разностью фаз, а второй связан с поворотом. |
753 | We see that it is 0.4·10–4 of the first term, that is, quite outside the possibility of observation under the conditions of Michelson, Morley, and Miller's experiment. | Видно, что он составляет 0,4·10–4 первого члена, и совершенно очевидно, что находится вне возможностей наблюдения в условиях эксперимента Майкельсона, Морли и Миллера. |
754 | ||
755 | {385} It is interesting that in the ideal case | Интересно, что в идеальном случае |
756 | ||
757 | That is, we have a constant position, independent of the orientation of the instrument. | Таким образом, мы имеем постоянное положение независимо от ориентации прибора. |
758 | If Michelson had devised the experiment so as to have no fringes, but light in a certain position of the ideally adjusted interferometer, expecting to have darkness in another position, because of the phase difference, the experiment would not have proved anything. | Если бы Майкельсон проделал эксперимент так, чтобы иметь не полосы, но свет в определенном положении идеально отрегулированного интерферометра, ожидая получить темноту в другом положении, вследствие разности фаз, то эксперимент ничего бы не доказал. |
759 | ||
760 | Dr. Kennedy's arrangement occupies an intermediate position. | Устройство доктора Кеннеди занимает промежуточное положение. |
761 | He takes fringes of considerably greater width. | Он берет полосы значительно большей ширины. |
762 | The width necessary to produce an appreciable error is about 250 cm, however, and it is quite certain that his fringes were not as wide as that. | Ширина, необходимая для получения заметной ошибки, равна приблизительно 250 см, однако совершенно определенно, что полосы в приборе не были столь широки. |
763 | Professor Hedrick's theory is, however, very interesting and important in connection with Kennedy's experiment. | Теория Хедрика очень интересна и важна в сочетании с экспериментом Кеннеди. |
764 |
| |
765 |
VI. Professor Paul S. Epstein (California Institute of Technology) |
VII. Профессор Пауль С.Эпштейн, Калифорнийский технологический институт |
766 | I cannot report to you today on anything of my own. What I intended was a short review of some recent experiments which relate to Mr. Miller's experiment, and which have been performed mainly outside of Pasadena. | Я не могу сообщить сегодня что-либо свое, а намереваюсь дать краткий обзор ряда недавних экспериментов, касающихся опыта Миллера, выполненного в основном вне Пасадены. |
767 | ||
768 | I shall give you a brief account of three experiments, carried out by Tomaschek in Germany, by Chase in Pasadena, and by Piccard in Brussels. | Я дам краткое объяснение трех экспериментов, осуществленных Томашеком в Германии, Чейзом в Пасадене и Пиккаром в Брюсселе. |
769 |
| |
770 | In one of his experiments Tomaschek used the following arrangement. | В одном из своих экспериментов Томашек использовал следующее устройство. |
771 | In the immediate neighborhood of a charged condenser I (Fig. 17) was suspended a magnetic needle II. | В непосредственной близости от заряженного конденсатора I (рис. 17) подвешивалась магнитная стрелка II. |
772 | ||
773 | Fig. 17 | Рис. 17 |
774 | The experiment was intended to check an old idea of Röntgen's which was as follows: The charged condenser, being in motion, represents a system of two parallel currents moving in opposite directions. | Эксперимент был направлен на проверку старой идеи Рентгена, заключающейся в следующем. Заряженный конденсатор, будучи в движении, представляет собой систему параллельных токов, движущихся в противоположных направлениях. |
775 | These currents produce a magnetic field which should exert a force on the magnetic needle. | Эти токи образуют магнитные поля, влияющие на магнитную стрелку. |
776 | In case the condenser is in motion relative to the ether, a deflection of the magnetic needle should be found. | Если конденсатор движется относительно эфира, то должно быть обнаружено отклонение магнитной стрелки. |
777 | In reality this device cannot provide a crucial test for a decision between the old and the new theory. | В действительности этот прибор не может обеспечить удовлетворительных условий для выбора между старой и новой теориями. |
778 | An exact analysis shows that both theories lead {386} to the same result because the effect is of the first order. | Точный анализ показывает, что обе теории ведут к одинаковому результату, так как это эффект первого порядка. |
779 | The explanation why no effect exists lies in the fact that it is not the condenser alone which moves, but also the indicating needle. | Объяснение отсутствия эффекта заключается в том, что движется не только конденсатор, но и индицирующая магнитная стрелка. |
780 | This gives rise to a second torsional moment which just balances the first one. | Это вызывает второй крутящий момент, уравновешивающий первый. |
781 | Moreover, Tomaschek tried the experiment with a metal cover around his needle. | Более того, Томашек выполнял опыт с металлическим покрытием вокруг стрелки. |
782 | By this arrangement, cutting out all the magnetic actions between I and II, he eliminated any effect which might have existed without shielding. | В такой компоновке, исключающей все магнитные взаимодействия между I и II, он исключал любой эффект, который мог возникать без экранирования. |
783 | So it is not surprising that he did not obtain a positive effect. | Поэтому неудивительно, что он не получил положительного эффекта. |
784 | He might indeed have saved his efforts by not trying the experiment at all. | Он мог бы сохранить свои усилия, не пытаясь экспериментировать вообще. |
785 | ||
786 | Tomaschek, and independently Mr. Chase in our laboratory, repeated the old experiment of Trouton and Noble, as they think, in a much more precise way. | Томашек и независимо от него Чейз в нашей лаборатории повторили старый эксперимент Троутона и Нобля более точным, как они думали, способом. |
787 | The underlying idea is the following: | В его основе лежала следующая идея. |
788 | Suppose I (Fig. 17) to be a charged condenser, suspended in such a way that it can rotate. | Предположим I (см. рис. 17), заряженный конденсатор, подвешен таким образом, что он может вращаться. |
789 | For a condenser at rest there exists only a force of attraction between the two plates due to the charges of opposite sign. | Для конденсатора в состоянии покоя существует только сила притяжения между двумя пластинами в связи с наличием зарядов противоположного знака. |
790 | Now the apparatus being in motion with the velocity v (Fig. 18) means that the positive charge is moving in a magnetic field originated by the moving negative charge, and vice versa. | В находящемся в движении со скоростью v (рис. 18) аппарате положительный заряд движется в магнитном поле, возникающем от движения отрицательного заряда, и наоборот. |
791 | ||
792 | Fig. 18 | Рис. 18 |
793 | Hence two additional forces are exerted on the condenser which would manifest themselves as a torque, so that a rotation of the condenser should be expected. | Следовательно, две дополнительные силы воздействуют на конденсатор, и они обнаруживают себя как вращающие моменты, так что следует ожидать вращения конденсатора. |
794 | It is easy to calculate this torque, M, which is | Можно легко вычислить этот вращающий момент: |
795 | ||
796 | where U equals the energy content of condenser, ε the dielectric constant of material filling the condenser, and φ the azimuth characterizing the projection of v on the plane of the condenser in relation to the suspension. | где U — энергия, содержащаяся в конденсаторе; ε — диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего конденсатор; φ — азимут, характеризующий проекцию v на плоскость конденсатора по отношению к подвеске. |
797 | ||
798 | {387} The foregoing formula is derived on the assumption that the dielectric substance may be regarded as a continuum. | Следующая формула получена на основе предположения, что диэлектрическая среда может рассматриваться как континуум. |
799 | The structure of ε has not been taken into account; but the difference would not be appreciable. | Структура ε во внимание не принимается, но это не имеет значения. |
800 | Both Tomaschek and Chase used not a single condenser, but a great number of plates in order to obtain a large capacity and thus have a large value for the electric energy. | И Томашек, и Чейз использовали не один конденсатор, а большое количество пластин для получения большой емкости и, следовательно, имели большую электрическую энергию. |
801 | ||
802 | The torque is practically the same for both the classical theory and the theory of relativity, the difference arising only in some terms of the fourth order, which are of no practical importance. | Вращающий момент практически одинаков как для классической теории, так и для теории относительности, различие лишь в некоторых членах четвертого порядка, которые не имеют практического значения. |
803 | In spite of the existence of a torque, relativity contends that no effect can be observed at all. | Несмотря на существование вращающего момента, теория относительности утверждает, что никакого эффекта наблюдать нельзя. |
804 | This follows because the torque is compensated in some way. | Это происходит потому, что вращающий момент определенным образом компенсируется. |
805 | The explanation of this peculiar fact is to be found in the tensor character of the mass in relativity. | Объяснение этого любопытного факта можно найти в тензорном характере массы в теории относительности. |
806 | In this theory mass has a different value for accelerations in direction of the motion (ml) and at right angles (mtr) to it. | В этой теории масса имеет различное значение при ускорении в направлении движения (ml) и под прямыми углами к нему (mtr). |
807 | The ratio of the masses is given by the expression | Соотношение масс дается выражением |
808 | In order to analyze the effect of the torque found above, we must divide the acting forces into two components, one in direction of the motion and one at right angles to it. | Для того чтобы проанализировать эффект вращающего момента, найденного выше, необходимо разделить действующие силы на два компонента: один в направлении движения, другой — под прямыми углами к нему. |
809 | The first component acts against the heavier mass ml and causes a relatively smaller acceleration than the second component. | Первый компонент действует против более тяжелой массы ml и вызывает относительно более слабое ускорение, чем второй. |
810 | It thus happens that the two accelerations (as vectors) point to the center of gravity of the system (condenser) although the two forces do not. | Таким образом, получается, что два ускорения как векторы указывают на центр тяжести системы (конденсатора), хотя силы этого не делают. |
811 | In this way the torque appears to be compensated in the end effect. | При этом вращающий момент компенсируется в конечном эффекте. |
812 | Thus we see that the tensor character of mass is responsible for the lack of an effect. | Таким образом, видно, что тензор массы является причиной отсутствия эффекта. |
813 | The Lorentz contraction has not to be taken into account at all. | Сокращение Лоренца не было принято во внимание совсем. |
814 | Even in case there were no Lorentz contraction, we should not obtain an effect on our condenser. | Даже в случае отсутствия сокращения Лоренца эффект на конденсаторе нами не был получен. |
815 | If, however, an effect should really be observed it would be a contradiction of relativity, because the ratio ml / mtr is a direct consequence of this theory. | Если бы, однако, эффект наблюдался, это было бы противоречием теории относительности, так как соотношение ml / mtr есть прямое следствие этой теории. |
816 | Tomaschek and Chase both claim to be able to detect an uncompensated torque corresponding to a velocity of the earth of 4 km/sec. | Томашек и Чейз заявили, что можно определить некомпенсированный момент, соответствующий скорости 4 км/с. |
817 | For lower velocities no deflection could be observed with their apparatus. | Для меньших скоростей их аппаратами отклонение определить нельзя. |
818 | This limit of precision is obtained by assuming the whole torque to be in action. | Это ограничение по точности получено на основе предположения о воздействии этого момента. |
819 | {388} Now this assumption is not quite correct even from the standpoint of the classical theory. | Сейчас это предположение не представляется достаточно верным даже с точки зрения классической теории. |
820 | As the nuclei are of electrical constitution, we must in the classical theory also take into account a definite relation between the mass and the velocity of the nuclei. | Поскольку ядра атомов имеют электрическое строение, в классической теории необходимо принимать во внимание определенное отношение между массой и скоростью ядер. |
821 | Considering the nuclei as rigid spheres, for instance (Abraham), we should find | Рассматривая ядра как прочные сферы (Абрагам),
находим:
|
822 | If we use this formula, the torque will be compensated in part, but not completely as in relativity. | Если использовать эту формулу, момент будет скомпенсирован частично, но не полностью, как в теории относительности. |
823 | It can easily be seen from the formula that 20 per cent of the calculated torque would manifest itself as deflection. | Из формулы легко определить, что 20 % вычисленного момента проявит себя как отклонение. |
824 | The minimum velocity which could be observed by Chase would then be km/sec, which brings us near to Miller's value of 10 km/sec. | Минимальная скорость, которую мог бы наблюдать Чейз, была равна км/с, что близко к значению 10 км/с, полученному Миллером. |
825 | Although interesting, these experiments cannot therefore decide either for or against Miller's results. | Будучи интересными, эти эксперименты сами по себе не могут говорить за или против результатов Миллера. |
826 | On this account it would be of great value if they could be carried out with increased precision. | Для этого было бы хорошо провести их с более высокой точностью. |
827 | ||
828 | Now some remarks about the experiment of Mr. A. Piccard at Brussels: Piccard thought that the height above the earth's surface should be of influence on the effect Mr. Miller has found. | Несколько замечаний относительно эксперимента Пиккара в Брюсселе. Пиккар думал, что высота над поверхностью Земли должна иметь влияние на эффект, найденный Миллером. |
829 | (This is, in fact, a misunderstanding, because Mr. Miller does not claim any such effect.) | Это заблуждение, так как Миллер не заявлял о таком влиянии. |
830 | If the ether drift may be supposed to be larger on Mount Wilson than at sea-level, it should be still larger in the free atmosphere. | Если предположить, что эфирный ветер на Маунт Вилсон больше, чем на уровне моря, то он должен быть еще больше в свободной атмосфере. |
831 | So Piccard tried the experiment in a balloon. | Пиккар предпринял эксперимент с аэростатом. |
832 | His interferometer had branches with an optical path 2.8 m long. | Его интерферометр имел плечи с оптическим путем, равным 2,8 м. |
833 | The steady temperature was controlled by a thermostat. | Постоянство температуры поддерживалось термостатом. |
834 | The balloon was rotated about a vertical axis by means of a propeller. | Аэростат вращался вдоль вертикальной оси пропеллером. |
835 | A self-recording device was used, and ninety-six rotations were registered. | Самописцем было зарегистрировано 96 оборотов. |
836 | The curves were analyzed harmonically, but it appeared that the thermostat had not functioned as expected. | Был проведен гармонический анализ полученных кривых, но оказалось, что термостат не функционировал так, как ожидалось. |
837 | For this reason the accidental errors were too large (the probable error corresponded to a velocity of 7 km/sec). | Из-за этого случайные ошибки были слишком велики (возможная ошибка соответствовала скорости 7 км/с). |
838 | All that Piccard claims, then, is that the drift in the free atmosphere at 2300 m altitude is not larger than on Mount Wilson. | Все, что заявляет Пиккар, — это то, что на высоте 2300 м в свободной атмосфере эфирный ветер не больше, чем на Маунт Вилсон. |
839 | No further conclusions can be drawn from this experiment. | Никаких других выводов из этого эксперимента сделать нельзя. |
840 | ||
841 | [Note added April, 1928.—Both C. T. Chase and A. Piccard have continued their work during the year intervening since the foregoing {389} report was presented. | [Запись, добавленная в апреле 1928 г.: К.Т. Чейз и А. Пиккар продолжали свою промежуточную работу в течение года после того, как был представлен вышеупомянутый доклад. |
842 | Chase, [11] working at Harvard University, increased the accuracy of his measurements about three times. | Чейз [11], работавший в Гарвардском университете, увеличил точность своих измерений примерно в три раза. |
843 | Even taking into account the factor 1/5 mentioned above, his new apparatus could have detected an ether-drift velocity of 3 km/sec. | Даже с учетом коэффициента 1/5, упомянутого выше, его новый аппарат смог бы определить скорость эфирного ветра 3 км/с. |
844 | Within this accuracy his results were negative, thus giving strong support to the theory of relativity. | В пределах такой точности его результаты были отрицательными, обеспечивая тем самым значительную поддержку теории относительности. |
845 | The most accurate and recent work of Piccard's was carried out by him, jointly with E. Stahel, [12] on the summit of the Rigi in Switzerland (altitude, 1800 m). | Наиболее точная и недавно законченная работа Пиккара выполнялась им совместно с Стаэлем [12] на горе Риги в Швейцарии (высота 1800 м). |
846 | The same self-recording interferometer with thermostatic temperature control was used. | Был использован такой же самозаписывающий интерферометр с термостатом. |
847 | The results were completely negative, the ether drift being only one-fortieth part of that expected according to Miller.] | Результаты были полностью отрицательными, эфирный ветер составлял лишь 1/40 ожидаемого по Миллеру.] |
848 | ||
849 |
Discussion |
Дискуссия |
850 | [Dr. Walter S. Adams, director of the Observatory, opened the discussion, expressing his hope that Professor Lorentz and Professor Michelson would give their opinions in regard to the considerations of Righi and Hedrick.] | [Д-р Адамc, директор обсерватории, открыл дискуссию, выражая надежду, что проф. Лоренц и проф. Майкельсон выскажут свое мнение относительно соображений Риги и Хедрика]. |
851 | ||
852 | Professor H. A. Lorentz: I feel somewhat guilty in regard to the work of Righi. | Проф. Лоренц: Я ощущаю некоторую вину относительно работы Рига. |
853 | It was a long time ago that I read his papers, and I do not remember their contents very well, as I have been busy with quite different things these last years. | Я прочел его работы давно и недостаточно хорошо помню их содержание, так как был занят последние годы абсолютно другими вещами. |
854 | I should have read them again of course for this meeting. But this good intention could not be materialized because of my being entertained so much by the people of Pasadena. | Необходимо было прочитать их снова, но я не смог сделать это вследствие большой занятости в Пасадене. |
855 | After having heard Mr. Hedrick's report, I intend, however, to study these questions again very carefully in relation to Mr. Miller's experiment. | После прочтения доклада Хедрика я намеревался очень тщательно исследовать эти вопросы вновь в связи с экспериментом Миллера. |
856 | Further, the considerations of Brylinski must be taken up again. | Более того, необходимо вновь принять во внимание соображения Брилинского. |
857 | Offhand, I can only say that the results of Mr. Hedrick are in contradiction with those which I presented yesterday. | Без подготовки я могу лишь сказать, что результаты Хедрика противоречат тем, которые я представил вчера. |
858 | Until today I felt myself quite satisfied with the considerations which are based on Fermat's principle. | До сегодняшнего дня я считал вполне удовлетворительными соображения, основанные на принципе Ферма. |
859 | After Mr. Hedrick's report, however, I shall have to reconsider these questions carefully. | Однако после сообщения г-на Хедрика я должен тщательно рассмотреть эти вопросы. |
860 | According to Mr. Hedrick's results it appears, indeed, that the result to be expected in the Michelson-Morley experiment may be numerically different from that which we ordinarily expect on the basis of the classical theory. | По результатам Хедрика получается, что результат, ожидаемый в эксперименте Майкельсона–Морли, в числовом отношении отличается от того, который мы обычно ожидаем на базе классической теории. |
861 | The numerical value of the {390} second-order effect would be different from that which Michelson calculated. | Числовое значение эффекта второго порядка будет отличаться от вычисленного Майкельсоном. |
862 | My procedure seems to me still to be the easiest and most straightforward one. | Мой вариант предоставляется мне наиболее легким и прямым. |
863 | Still it must be found out where the discrepancy between the two ways lies. | Все же необходимо найти, в чем находится расхождение между двумя способами. |
864 | In case a method other than Fermat's is chosen, one has to do considerable work. | В случае выбора метода, отличного от метода Ферма, необходимо проделать значительную работу. |
865 | One must distinguish, for instance, very carefully between the rays of light and the normals to the wave trains. | Необходимо очень тщательно, например, разграничить лучи света и перпендикуляры к цугам волн. |
866 | Another difficult point is involved in the treatment of the reflection from moving mirrors. | Другой пункт, вызывающий затруднение, относится к изучению отражения от движущихся зеркал. |
867 | Fermat's principle, of which I have made use, gives in any case a much simpler treatment. | Принцип Ферма, который я использовал, дает в любом случае более простое решение. |
868 | But as there exists a discrepancy between the results obtained by the two methods, I intend to go through the detailed calculations as soon as possible. | Но, поскольку имеются расхождения между результатами, полученными двумя методами, я собираюсь проделать детальные вычисления как можно быстрее. |
869 | In the meantime I still hope, of course, that my general considerations are right. | Пока же я надеюсь, что мои общие соображения верны. |
870 | ||
871 | I should now like to make some remarks on Mr. Miller's experiment. | Теперь я хотел бы сделать несколько замечаний по поводу эксперимента Миллера. |
872 | It seems to me that there is a serious problem connected with the effect which is periodic for a full turn of the apparatus and which is discarded by Mr. Miller, who emphasizes the importance of the half-period effect (periodic with half-turns of the apparatus) in regard to the question of an ether drift. | Я считаю, что существует серьезная проблема, связанная с эффектом, периодическим для полного оборота аппарата, и сброшенная со счетов Миллером, подчеркивающим значение эффекта полупериода, то есть повторяющегося при полуобороте аппарата, и касающаяся вопроса об эфирном ветре. |
873 | In many cases the full-period effect is much larger than the half-period effect. | Во многих случаях эффект полного периода значительно больше эффекта полупериода. |
874 | According to Mr. Miller, the full-period effect is dependent on the width of the fringes and would become zero for infinitely wide fringes. | По Миллеру эффект полного периода зависит от ширины полос и будет нулевым для неопределенно широких полос. |
875 | ||
876 | Although Mr. Miller says that he was able to eliminate this effect to a great extent in his Cleveland measurements, and that it is to be explained easily by the experimental arrangement, I should like to understand its cause somewhat more clearly. | Хотя Миллер утверждает, что он смог исключить этот эффект в значительной степени в своих замерах в Кливленде, и это можно легко объяснить в эксперименте, я хотел бы более четко понять причины этого. |
877 | Speaking now for a moment as an adherent of the relativity theory, I should contend that no such effect whatever could exist. | Говоря в данный момент как приверженец теории относительности, я должен утверждать, что такого эффекта вовсе не существует. |
878 | Indeed, a rotation of the entire apparatus as a whole, the source of light included, should not give any shift at all from the standpoint of relativity. | Действительно, поворот аппарата в целом, включая источник света, не дает какого-либо сдвига с точки зрения теории относительности. |
879 | No effect would be expected were the earth and the apparatus at rest. | Никакого эффекта не должно быть, когда Земля и аппарат находятся в покое. |
880 | According to Einstein, then, the same absence of an effect is to be expected for the moving earth. | По Эйнштейну такое же отсутствие эффекта должно наблюдаться для движущейся Земли. |
881 | The full-period effect is thus in contradiction with the theory of relativity and of main importance. | Эффект полного периода, таким образом, находится в противоречии с теорией относительности и имеет большое значение. |
882 | If then Mr. Miller has found some systematic effects whose existence cannot be denied, it is also important to know the cause for the full-period effect. | Если затем Миллер обнаружил систематические эффекты, существование которых нельзя отрицать, важно также узнать причину эффекта полного периода. |
883 | ||
884 | {391} Let us discuss now the half-period effect. | Рассмотрим эффект полупериода. |
885 | After having seen the different diagrams I think there can hardly exist any doubt that there is an actual displacement of the fringes with Mr. Miller's setup. | Просмотрев различные диаграммы, я думаю, что вряд ли имеется сомнение в том, что существует истинное смещение полос в устройстве Миллера. |
886 | There arises, then, the question as to its possible cause. | Возникает вопрос о его возможной причине. |
887 | Mr. Miller himself has offered some suggestions which are very interesting. | Миллер предлагает несколько очень интересных вариантов. |
888 | His conclusion is that the effect found corresponds to an absolute velocity of 10 km/sec. and for a definite sidereal time is the same throughout the year. | Его вывод заключается в том, что найденный эффект соответствует абсолютной скорости 10 км/с и для определенного звездного времени является постоянным в течение года. |
889 | It is certainly not connected with the orbital motion of the earth, but indicates a motion of the solar system relative to the stellar system of the same kind as found by Mr. Strömberg from a quite different point of view. | Он, конечно, не связан с орбитальным движением Земли, но означает движение Солнечной системы относительно системы звезд такого же типа, которое определено г-ном Штромбергом с совершенно другой точки зрения. |
890 | The velocity of this motion is estimated to be at least 200 km/sec. For some reason or other, the full relative velocity between ether and earth does not come into action. | Скорость этого движения оценивается по крайней мере в 200 км/с. По той или иной причине полная относительная скорость эфира и Земли не проявляется. |
891 | ||
892 | Fig. 19 | Рис. 19 |
893 | Otherwise, one cannot account for the lack of an effect related to the orbital motion of the earth. | Иначе нельзя объяснить отсутствие эффекта относительного орбитального движения Земли. |
894 | There is, however, the following point to be mentioned. | Необходимо, однако, упомянуть следующее. |
895 | One could assume as Mr. Miller does that the entrainment is only partial, because the earth, for instance, is not completely impermeable to the ether. | Можно допустить, как это делает Миллер, что происходит лишь частичное увлечение, так как Земля, например, не полностью непроницаема для эфира. |
896 | But then the following consideration would have to be taken into account. | Но тогда необходимо принять во внимание следующее. |
897 | Suppose w to be the velocity of the earth relative to the ether (which is at rest at C). | Предположим, w есть скорость Земли относительно эфира, который покоится на С. |
898 | Then if the ether behaves as an ideal fluid, there will be a relative velocity in it at A with respect to B amounting to w/z. | Если эфир ведет себя как идеальная жидкость, относительная скорость в нем на A с учетом В будет достигать w/z. |
899 | Miller accounts for the daily variation in amplitude of his effect, in a way which is immediately understood from Figure 20. | Миллер объясняет дневные вариации в амплитуде способом, ясным из рис. 20. |
900 | ||
901 | Fig. 20 | Рис. 20 |
902 | According to the consideration given above, however, w could not be considered as a vector of constant length but would itself vary during one day. | В соответствии с изложенным w не может рассматриваться как вектор постоянной длины, но будет сама изменяться в течение суток. |
903 | This would of course make the interpretation of the drift more complicated. | Это, разумеется, делает интерпретацию дрейфа более сложной. |
904 | ||
905 | {392} As to the average displacement of the azimuth to the west (50°), it seems to be very hard to explain. | Что касается среднего смещения азимута к западу (50°), то это объяснить трудно. |
906 | Fortunately, however, it also changes about this position periodically with sidereal time. | К счастью, однако, оно также периодически изменяется со звездным временем. |
907 | Otherwise, one could hardly escape the suspicion that the whole effect might be due to some cause in the laboratory. | Иначе трудно не заподозрить, что весь эффект вызван какими-либо лабораторными причинами. |
908 | ||
909 | Now some words about Piccard's experiment: I saw the fringes in his laboratory, and they were extremely nice indeed. | Несколько слов об отчете Пиккара. Я видел полосы в его лаборатории, и они действительно великолепны. |
910 | As a matter of fact, Piccard considers his experiments only preliminary ones, which he hopes still to improve considerably. | Между прочим, Пиккар рассматривает свой эксперимент как предварительный, который будет им значительно усовершенствован в дальнейшем. |
911 | He worked the first time under very unfavorable conditions, as the night of his first ascent was unusually warm. | Он работал в очень неблагоприятных условиях, так как ночь его первого подъема была необычно теплой. |
912 | I might mention, just for general interest, that such observations as Piccard's are very exhausting. | Должен отметить ради интереса, что такие наблюдения, какие выполнил Пиккар, очень изматывают. |
913 | Those of Mr. Miller are, too, of course. | То же, конечно, относится к наблюдениям г-на Миллера. |
914 | Piccard told me that he did not notice any physiological effect in the turning balloon due to centrifugal force; but motions in the vertical direction, nodding the head, for instance, were very painful, because of the effect of Corioli's force. | Пиккар сообщил мне, что не заметил каких-либо физиологических эффектов во вращающемся аэростате, связанных с центробежной силой, но движения в вертикальном направлении, раскачивающие голову, были очень болезненными вследствие эффектов силы Кориолиса. |
915 | ||
916 | Professor A. A. Michelson: There are one or two questions which I should like to ask. | Проф. А. А. Майкельсон: Я хочу задать несколько вопросов. |
917 | Did Mr. Miller put his results together with the intention of finding an orbital effect (effect due to the motion of the earth in its orbit around the sun) ? | Связывает ли г-н Миллер свои результаты с намерениями найти орбитальный эффект (эффект, связанный с движением Земли по своей орбите вокруг Солнца)? |
918 | ||
919 | Professor D. C. Miller: Certainly. | Проф. Д. К. Миллер: Конечно. |
920 | It was for this purpose that the observations were made at four epochs, approximately at intervals of three months; so that the direction of the orbital component of motion changes about 900 from epoch to epoch. | Именно для этой цели наблюдения выполнялись в четыре этапа, приблизительно с интервалами в три месяца. Таким образом, направление орбитальной компоненты движения изменяется от этапа к этапу на 90°. |
921 | The observations for each epoch have been reduced to determine the actual resultant motion for that epoch. | Наблюдения для каждого этапа (эпохи) были сокращены для определения истинного результирующего движения для этой эпохи. |
922 | The apex of the motion indicated by all the observations is near the pole of the ecliptic, and hence the orbital motion would manifest itself in a change in the position of this apex from epoch to epoch; that is, it would produce a sort of annual aberration in the apex. | Апекс движения, показанный всеми наблюдениями, находится возле полюса эклиптики и, следовательно, орбитальное движение может проявить себя в изменении положения этого апекса от эпохи к эпохе. То есть будет происходить определенная годичная аберрация апекса. |
923 | A comparison of the results for the four epochs fails to show conclusive evidence of this effect. | Сравнение результатов по четырем датам не показывает убедительного доказательства для этого эффекта. |
924 | I hope, however, that when several sets of observations for each epoch are available, the effect of the orbital motion may be evident. | Я, однако, надеюсь, что при наличии нескольких серий наблюдений для каждой эпохи влияние орбитального движения может быть доказано. |
925 | The positive effect actually obtained corresponds to a relative motion of the earth and ether of about 10 km/sec., with a probable error of 1/2 km/sec. | Фактически полученный положительный эффект соответствует скорости относительного движения Земли и эфира приблизительно 10 км/с при вероятной погрешности 0,5 км/с. |
926 | It follows that the effect of the orbital motion on the observed resultant velocity must therefore be less than 1/2 km/sec. | Отсюда следует, что эффект орбитального движения на наблюдаемую результирующую скорость должен быть меньше чем 0,5 км/с. |
927 | ||
928 | {393} Michelson: What is the probable error for this 1/2 km/sec.? | Майкельсон: Какова возможная погрешность для значения 0,5 км/с? |
929 | ||
930 | Miller: This 1/2 km/sec. is itself the probable error in the measurement of the magnitude of the effect, as determined from the calculations. | Миллер: Это значение 0,5 км/с есть сама по себе вероятная погрешность измерения эффекта, как это определяется из вычислений. |
931 | Since no effect has yet been detected which can positively be attributed to the orbital motion one can only say that such an effect, if present, must be less than 1/2 km/sec. | Поскольку никакого эффекта, который может быть положительно отнесен к орбитальному движению, определено не было, можно сказать, что такой эффект при условии его существования должен быть меньшим, чем 0,5 км/с. |
932 | ||
933 | Michelson: Excuse me if I insist on this point. | Майкельсон: Извините за настойчивость. |
934 | This estimation of the probable error is based on an interpretation of the experiments which does not intend to find the effect of the motion of the earth at all. | Такая оценка вероятной погрешности основана на эксперименте, который не предназначен для определения эффекта движения Земли вовсе. |
935 | Can you not find the probable error in discussing the observations from the point of view of finding the orbital motion? | Вы не могли найти вероятную погрешность, рассматривая наблюдения с точки зрения определения орбитального движения? |
936 |
| |
937 | Miller: I have not calculated the error from such a point of view. | Миллер: Я не вычислял погрешность с такой точки зрения. |
938 |
| |
939 | Michelson: It would, however, be possible to do so. | Майкельсон: Однако это можно было сделать. |
940 | I should really like to see such calculations carried out. | Я искренне хотел бы видеть такие вычисления. |
941 | ||
942 | Had I known earlier of the beautiful and ingenious apparatus of Mr. Kennedy, I probably should not have undertaken my experiments now going on in the same form. | Если бы я ранее знал о великолепном и оригинальном устройстве Кеннеди, я, вероятно, не проводил бы свои нынешние эксперименты в такой форме. |
943 | In any case, the problem in question must be investigated further. | В любом случае рассматриваемая проблема должна быть исследована в дальнейшем. |
944 | Even a more precise repetition of experiments with older devices already used will be of great value for the reliability of the results. | Даже более точное повторение экспериментов с помощью старых устройств будет иметь большое значение для надежности результатов. |
945 | We have now to find out definitely what actually is the truth, without going at it with any prejudice. | Нам необходимо определенно выяснить, что есть истина без предубеждений. |
946 | ||
947 | I am happy in respect to Mr. Kennedy's experiment that I had the idea of this device, too. | Относительно эксперимента Кеннеди я рад, что мне пришла в голову эта идея тоже. |
948 | I also had intended to use the photometric comparison of the field produced by light which is reflected from a divided mirror, the two half-surfaces being at a distance of a fraction of a wave-length. | Я собирался использовать фотометрическое сравнение поля, образованного светом, который отражается от разделенного зеркала, обе полуповерхности которого находятся на расстоянии доли длины волны. |
949 | But it did not occur to me that the separation could be made so nicely by sputtering. | Но мне не пришло в голову, что разделение можно осуществить напылением так удачно. |
950 | I intended to take the layer off by acids. | Я собирался использовать для снятия слоя кислоты. |
951 | The apparatus is indeed so beautiful that I should like to work with a similar device, in case Mr. Kennedy has no objections. | Прибор Кеннеди так великолепен, что я хотел бы работать с подобным устройством, если господин Кеннеди не будет возражать. |
952 | ||
953 | As far as Mr. Piccard's remarks are concerned (see Lorentz) I must say that every beginner thinks himself lucky if he is able to observe a shift of 1/20 of a fringe. | По поводу замечаний г-на Пиккара (см. выступление Лоренца). Я должен сказать, что всякий новичок считает себя счастливым, если он способен наблюдать сдвиг полос в 1/20 полосы. |
954 | It should be mentioned, however, that with some practice shifts of 1/100 can be measured, and that in very favorable cases even a shift of 1/1000 of a fringe may be observed. | Необходимо заметить, однако, что при некоторой практике можно измерять сдвиги в 1/100, а в очень благоприятных случаях и в 1/1000 полосы. |
955 | {394} For this purpose the fringes must be extremely black. | Для этой цели полосы должны быть очень черными. |
956 | We are sufficiently advanced with our new apparatus to show such fringes [the apparatus was on view in the laboratory]. | С помощью нашего нового аппарата мы значительно продвинулись в представлении таких полос [аппарат был выставлен в лаборатории]. |
957 | The main thing, of course, is to eliminate all stray light, which comes especially from the silver-coated plate. | Главное заключается, конечно, в исключении всякого рассеянного света, исходящего особенно от пластины с серебряным покрытием. |
958 | The ordinary plate gives rise to reflections at both surfaces. | Обычная пластина вызывает отражение на обеих поверхностях. |
959 | ||
960 | Fig. 21 | Рис. 21 |
961 | I now get rid of scattered light by this simple device illustrated in Figure 21, consisting of two prisms, with a half-silvered surface where they are in contact, oriented so that the incident light is not quite perpendicular to the face of the first prism. | Мне удалось избавиться от рассеянного света с помощью простого устройства, показанного на рис. 21, состоящего из двух призм с полупрозрачной посеребреной поверхностью, по которой они находятся в контакте, ориентированных так, что падающий свет не совсем перпендикулярен поверхности первой призмы. |
962 | Very black fringes may be obtained by this combination of prisms. | С помощью комбинации этих призм могут быть получены очень черные полосы. |
963 | There are still some difficulties as to the separating surface which I hope to overcome, however, very shortly. Probably the precision will reach 1/1000 of a fringe. | Существуют некоторые трудности, касающиеся разделения поверхностей, которые я надеюсь вскоре преодолеть, а возможно, что будет достигнута точность порядка 1/1000 полосы. |
964 |
| |
965 | I should like to make some remarks on the interpretation of Mr. Miller's experiments. | Я хотел бы сделать некоторые замечания по поводу интерпретации экспериментов Миллера. |
966 | It seems to me to be very hard to explain them. | Мне кажется, что их трудно объяснить. |
967 | Indeed, why should the ether be dragged along by the earth to the extent of 19/20 and not some other fraction? | Действительно, почему эфир должен испытывать сопротивление вдоль Земли до степени 19/20, а не в каком-либо другом соотношении? |
968 | If this really occurs, then we must suppose that there will be a great difference between the drag on the surface of the earth and a thousand miles above it. | Если это так, то нужно предположить, что существует большая разница между сопротивлением на поверхности Земли и на высоте тысяча миль. |
969 | There the drag would probably be zero. | Вероятно, там сопротивление будет равно нулю. |
970 | Assuming then, for illustration, some kind of an exponential decrease of drag with altitude we should expect a large difference between the shift at sea-level and on Mount Wilson. | Предположив для примера некоторую зависимость уменьшения сопротивления от высоты по экспоненте, можно ожидать большой разницы между сдвигом на уровне моря и на Маунт Вилсон. |
971 | In this case another arrangement of apparatus could be used to observe the effect. | В этом случае для наблюдения эффекта можно было бы использовать другой тип аппарата. |
972 | ||
973 | Fig. 22 | Рис. 22 |
974 | Two rays of light could be sent around a vertically mounted rectangle (Fig. 22). | Два луча света могут посылаться вокруг вертикально установленного прямоугольника (рис. 22). |
975 | A shift of several hundred fringes might then be expected. | Можно ожидать сдвига в несколько сотен полос. |
976 | No shift, however, seems to exist, according to experiments made in the Ryerson Laboratory. | Однако в экспериментах, выполненных в лаборатории Райерсон, такого сдвига не обнаружено. |
977 | ||
978 | To conclude, I might still mention some advantages of the new apparatus: | Завершая, я должен упомянуть о некоторых достоинствах нового аппарата: |
979 | (1) The fringes are very black. | (1) полосы исключительно черны; |
980 | (2) The frame will be built of invar so as to make it very insensitive to changes of temperature. {395} | (2) рама будет выполнена из инвара, что сделает ее крайне нечувствительной к изменениям температуры; |
981 | (3) Photographic registration will be used so as to make continuous readings possible. | (3) будет использоваться фоторегистрация для того, чтобы обеспечить непрерывность отсчетов. |
982 | Thus recorded, the observations would be preserved and could be discussed later on, independently of the observer. | Записанные результаты будут сохраняться и могут быть рассмотрены позже независимо от наблюдателя. |
983 | These are the three points which represent a considerable improvement in comparison with the earlier apparatus. | Таковы три момента, представляющие собой значительные усовершенствования более ранних аппаратов. |
984 | ||
985 | It may be of some interest to mention that originally another apparatus was planned; this, however, was abandoned and the present interferometer adopted. | Было бы интересно заметить, что вначале планировался другой аппарат, но он был отклонен, а принят данный интерферометр. |
986 | The arms were to be 100 m long. The apparatus could not be turned, but the moving earth would have brought it into different positions relative to the ether. | Плечи предполагались длиной 100 м, аппарат не мог поворачиваться, но движущаяся Земля должна была поворачивать его в различные положения относительно эфира. |
987 | We now intend to try this, and the experiment is in preparation at Chicago. | Мы намереваемся испытать его, эксперимент готовится в Чикаго. |
988 |
| |
989 | Lorentz: In regard to the theoretical details raised by Dr. Michelson, I offer the following remarks: If the ether moves freely through matter, no such difficulties arise, as far as entrainment is concerned. | Лоренц: Относительно деталей теории, затронутых д-ром Майкельсоном, я предлагаю следующие замечания. Если эфир движется свободно через вещество, таких трудностей, связанных с увлечением эфира веществом, не возникает. |
990 | If, on the other hand, we should be obliged by the facts to introduce a substantial ether again, it would, of course, be a very difficult problem to find out what its properties are. | Если, с другой стороны, факты обязывают нас вновь ввести материальный эфир, было бы очень трудно сказать, каковы его свойства. |
991 | What would happen, for instance, in case matter should turn out to be only partly permeable for the ether, nobody can tell. | Что случится, например, если вещество окажется только частично проницаемым для эфира, никто не может сказать. |
992 | For this reason the question about the ratio 19/20 could not well be raised before the properties of the ether were better known. | С этой точки зрения вопрос о коэффициенте 19/20 не может подниматься до тех пор, пока не будут лучше исследованы его свойства. |
993 | We can even leave open the possibility that the motion of the ether may be irrotational. | Мы можем даже оставить возможность того, что движение эфира может быть безвихревым. |
994 | In this case the ether drift would of course have a component normal to the surface of the earth, and it would be rather large. | В этом случае эфирный ветер будет, конечно, иметь компонент, перпендикулярный к поверхности Земли, и он будет довольно большим. |
995 | This might very well be the case, and the effect mentioned by Dr. Michelson would be null. | Этот случай вполне может быть, и эффект, упомянутый Майкельсоном, должен быть нулевым. |
996 | The relative velocity of the ether drift might increase with increasing distance above the surface of the earth, and still have no rotation. | Относительная скорость эфирного ветра может возрастать с увеличением расстояния от поверхности Земли и, кроме того, не иметь вращения. |
997 | This, for instance, is the case in Planck's modification of Stokes's theory. | Это, например, случай модификации Планком теории Стокса. |
998 | A further possibility would be a compressible ether. | Еще одной возможностью был бы сжимающийся эфир. |
999 | This would remove even the necessity of having an irrotational motion of the ether. | Это исключило бы даже необходимость безвихревого движения эфира. |
1000 | But it is sufficient for the present moment to point out that a motion of the ether with rot w = 0 would be sufficient to give a quantitative explanation of aberration phenomena and of Michelson's result. | Но в данный момент достаточно указать, что движение эфира с rot w = 0 было бы достаточным для получения количественного объяснения явления аберрации и результата Майкельсона. |
1001 | I tell you all this only to show how numerous the different possibilities for the theory are, if we are compelled by new experiments to go back to the notion of a substantial ether. | Я говорю это только для того, чтобы показать огромное множество существующих возможностей для теории, если мы будем вынуждены новыми экспериментами вернуться назад к представлениям о материальном эфире. |
1002 | ||
1003 | Question to Dr. Kennedy: Your apparatus is so sensitive that it would detect a change in the optical path equal to δl = 2·10–3λ. | Вопрос к д-ру Кеннеди; Ваш аппарат обладает такой чувствительностью, что способен определить изменения оптического пути δl = 2·10–3λ. |
1004 | {396} Now this is not the sensitivity which you calculated theoretically. | Теперь это не та чувствительность, которую вы вычислили теоретически. |
1005 | I should like to ask how you found this sensitivity. | Я бы хотел спросить, как вы определили эту чувствительность. |
1006 | I do not ask this for myself, because I know how you have done it, but for the sake of the audience, because I think the method you applied is so very beautiful. | Я спрашиваю это не для себя, так как знаю, каким образом Вы это сделали. Я спрашиваю ради аудитории, так как я думаю, что метод, использованный Вами, исключительно хорош. |
1007 | Then I suggest also that you tell us if you could detect the orbital effect on the assumption of a drag of 19/20. | Я предлагаю также рассказать о том, смогли ли Вы определить орбитальный эффект на основе предположения захвата эфира в соотношении 19/20? |
1008 | ||
1009 | Dr. R. J. Kennedy: Answering first the second question, I think that the effect due to the orbital motion of the earth should be observable with my apparatus. | Д-р Кеннеди: Отвечаю сначала на второй вопрос. Я думаю, что эффект, связанный с орбитальным движением Земли, должен наблюдаться с помощью моего аппарата. |
1010 |
| |
1011 | As to the first question, I thought that the method of determining δl was rather crude. | Что касается первого вопроса, то я думал, что метод определения δl был достаточно грубым. |
1012 | A weight of 5–6 kg on the slab on which the apparatus was mounted produced a shift of one fringe. | Масса 5–6 кг на плите, на которой был смонтирован аппарат, давала сдвиг в одну полосу. |
1013 | I determined the minimum weight (about 10 g.) which produced an effect just observable. | Я определил минимальную массу (около 10 г), которая давала вполне наблюдаемый эффект. |
1014 | The ratio of the two weights gives, then, δl/λ. | Отношение двух масс и дает затем δl/λ |
1015 | ||
1016 | I might explain also that I got rid of the surplus scattered light, using a different method from that suggested by Professor Michelson for his new device. | Я мог бы также объяснить, что я избавился от излишнего рассеянного света, используя метод, отличающийся от предложенного Майкельсоном для его нового устройства. |
1017 | I used polarized light, impinging under the proper angle on the glass plate (Brewster's angle) so that no light at all was reflected. [See description in Kennedy's report. | Я использовал поляризованный свет, падающий под нужным углом на стеклянную пластину (угол Брюстера), так что не отражалось никакого света вообще [см. доклад Кеннеди. |
1018 | Michelson exclaims: "Very nice indeed."] The method I used is not my own invention. | Майкельсон воскликнул: «Поистине великолепно!»] Этот метод не является моим собственным изобретением. |
1019 | It has been suggested somewhere in Comptes rendus (1911), if I remember rightly. | Он был предложен в 1911 г. в «Comptes Rendus», если я правильно запомнил. |
1020 | ||
1021 | The shift of azimuth (50° to the west) in Miller's experiment seems to indicate that some spurious effect is present, dependent only on the position of the apparatus relative to the meridian, which shifts the azimuth of the whole effect to the west. | Сдвиг азимута (50° к западу) в эксперименте Миллера кажется, показывает, что присутствует некоторый ложный эффект, зависимый только от положения прибора относительно меридиана, который сдвигает азимут всего эффекта к западу. |
1022 | The result must then be considered as a superposition of spurious effect and ether drift. | Результат должен быть воспринят как суперпозиция кажущегося эффекта и эфирного ветра. |
1023 | This explanation would probably require a magnitude for the effect due to ether drift smaller than anything that could have been observed with the devices used. | Это объяснение, вероятно, потребовало бы, чтобы величина эффекта, связанная с эфирным ветром, меньше, чем что-либо, что можно наблюдать использованными устройствами. |
1024 | It might also explain, as I think, the difference between the results obtained by Mr. Miller and myself. | Это также объясняет различие в результатах, полученных мной и Миллером. |
1025 | ||
1026 | Piccard's experiment does not seem to be of great value. | Эксперимент Пиккара не выглядит имеющим большое значение. |
1027 | As far as I can make out, he worked just at a time of the day when hardly any effect was to be expected. | Насколько я понимаю, он работал как раз в такое время суток, когда едва ли можно было ожидать эффекта. |
1028 |
| |
1029 | Lorentz: I do not think that Kennedy's last remark is quite right. Piccard really ascended at the time when the constellation of Hercules rose above the horizon. | Лоренц: Я не считаю, что последнее замечание Кеннеди справедливо, Пикккар поднимался как раз в то время суток, когда над горизонтом вставало созвездие Геркулеса. |
1030 |
| |
1031 | Kennedy: Piccard ascended twice. | Кеннеди: Пиккар поднимался дважды. |
1032 | Once, when the sidereal time {397} was right, his observations were spoiled by temperature effects. | Один раз, когда звездное время было правильным, но его наблюдения были испорчены влиянием температуры. |
1033 | His errors were thirty times greater than the effect he was looking for. | Его ошибки в 30 раз превышали искомый эффект. |
1034 | The second time he got rid of his errors, but there was no effect to be expected at the sidereal time chosen for this observation. | Во второй раз он избавился от ошибок, но эффекта нельзя было ожидать в звездное время, выбранное им для наблюдений. |
1035 | ||
1036 | Miller: I agree with Hedrick that the theory of the instrument used for the experiments should be thoroughly studied. | Миллер: Я согласен с Хедриком, что теория аппарата, используемого для эксперимента, должна быть тщательно разработана. |
1037 | The theory of Lorentz is exact; but it is general, and does not take into account the special conditions of the apparatus used. | Теория Лоренца точна, но она является обобщением и не принимает во внимание особенностей использованных аппаратов. |
1038 | What actually happens to the fringes is dependent on the adjustment of the mirrors. | Что в действительности происходит с полосами, зависит от регулировки зеркал. |
1039 | When I became interested in the experiment in 1900, there existed no really adequate theory of the instrument. | Когда я заинтересовался экспериментом в 1900 г., адекватной теории инструмента не существовало. |
1040 | A theoretical study of the apparatus was then undertaken by W. M. Hicks, which was published in the Philosophical Magazine for January, 1902. | Теоретическое исследование аппарата было предпринято В.М.Хиксом, опубликовавшим его в «Philosophical Magazine» в январе 1902 г. |
1041 | We [Miller and Morley] thought it necessary to take up the question again, as Hicks had suggested that there was an additional term in the expression for the effect which had not previously been considered. | Мы [Миллер и Морли] считали необходимым вновь вернуться к вопросу, так как Хикс предположил, что существует дополнительный член в выражении для исследуемого явления, который не был ранее принят во внимание. |
1042 | This term represents an effect of appreciable magnitude, which is periodic in each full turn of the interferometer, while the ether-drift effect is periodic in each half-turn. | Этот член представляет собой заметную величину, периодическую для каждого полного оборота интерферометра, в то время как влияние эфирного ветра периодично в каждом полуобороте. |
1043 | In the Philosophical Magazine for May, 1905, we gave a review of the theory, showing that Hicks's calculations did not affect the conclusions previously drawn. | В «Philosophical Magazine» в мае 1905 г. мы дали обзор теории, показывающий, что вычисления Хикса не оказывают влияния на сделанные ранее выводы. |
1044 | The full-period effect is actually present in the experiments of 1887, as well as in all those that have followed. | Явление полнопериодического смещения полос фактически присутствует в экспериментах 1887 г., а также во всех последующих. |
1045 | In Comptes rendus, 168, 837, 1919, Righi began a series of articles, setting forth the theory in detail. | В «Comptes Rendus», 1919. Т. 168, с. 837 Риги начал серию статей, разрабатывая теорию в деталях. |
1046 | He thought that our conclusions were not justified by the theory. | Он считал, что наши выводы не подкреплены теорией. |
1047 | It seems to me that Righi's theory is correct in the abstract; but it does not deal with the actual things happening in the interferometer, as Hicks's theory does. | Мне кажется, что теория Риги правильна абстрактно, но она не имеет дела с реальными явлениями, возникающими в интерферометре, как это делает теория Хикса. |
1048 | The question needs still further investigation, as suggested by Professor Hedrick. | Вопрос требует дальнейшего исследования, как предложено проф. Хедриком. |
1049 | ||
1050 | Fig. 23 | Рис. 23 |
1051 | Hicks's theory takes into account the fact that in practice the image c (Fig. 23) of mirror a with regard to a is slightly oblique to mirror b. | Теория Хикса принимает во внимание тот факт, что на практике изображение с (рис. 23) зеркала а учитывает то, что а слегка наклонено к b. |
1052 | This is necessarily true when straight-line fringes of finite width are obtained. | Это совершенно необходимо для получения прямых лучей полос конечной ширины. |
1053 | Righi's calculations are based on the assumption that b and c are exactly parallel, which would produce fringes of infinite width; thus, his criticism does not apply to the actual case. | Вычисления Риги основаны на предположении, что b и с в точности параллельны, что могло бы произвести полосы бесконечной ширины; таким образом, его критика не применима к реальному случаю. |
1054 | When b and c are oblique to each other, an actual ether drift will produce the additional effect predicted by Hicks, which is periodic in a full turn of the apparatus. | Когда b и с наклонены друг к другу, истинный эфирный ветер даст дополнительный эффект, предсказанный Хиксом, являющийся периодическим в полном обороте аппарата. |
1055 | Hicks has calculated its magnitude, showing that it {398} depends on the angle between b and c. The effect increases with increasing angle and decreasing width of fringes. | Хикс вычислил его величину, показав, что он зависит от угла между b и с. Эффект возрастает с возрастанием угла и уменьшением ширины полос. |
1056 | As the effect we are looking for (ether drift) must be periodic in each half-turn, we are justified in eliminating the full-period effect. | Поскольку искомое нами смещение за счет эфирного ветра должно быть периодическим в каждом полуобороте, то мы вправе исключить полнопериодический эффект. |
1057 | This is done by plotting the single observations, turn by turn of the interferometer; these curves are analyzed by the mechanical harmonic analyzer, and the second harmonic (half-turn effect) is taken as representing the ether drift. | Это выполнено графическим представлением одиночных наблюдений, оборот за оборотом интерферометра; эти кривые проанализированы механическим гармоническим анализатором и вторая гармоника (эффект полуоборота) представлена как отражающая собой эфирный ветер. |
1058 | If there is an ether-drift effect, the full-turn effect is necessarily produced, according to Hicks, and its presence may be taken as further evidence of the ether drift. | При наличии влияния эфирного ветра необходимо присутствует эффект полного оборота по Хиксу, и его присутствие может считаться еще одним свидетельством наличия эфирного ветра. |
1059 | The magnitude and phase of the full-period effect is variable, because it depends upon the adjustment of the mirrors as well as the ether drift. | Величина и фаза эффекта полнопериодических смещений изменяются, так как зависят от регулировки зеркал так же, как и от эфирного ветра. |
1060 | [Slides were shown representing the full-period effect.] | [Были показаны слайды, представляющие эффект полного периода]. |
1061 | It is evident that the magnitude is very different for different sets of observations. | Очевидно, что величина эффекта различна для разных серий наблюдений. |
1062 | The half-period effect, on the other hand, is characterized by a constant magnitude. | Эффект полупериода, с другой стороны, характеризуется постоянной величиной. |
1063 | The full-period effect is small when the width of the fringes is such that five of them cover the mirror (10 cm in diameter). | Полнопериодическое смещение невелико, когда ширина полос такова, что пять из них покрывают зеркало, имеющее диаметр 10 см. |
1064 | Under other conditions, however, it may be very large. | При других условиях, однако, смещение может быть очень большим. |
1065 | The full-period effect is not new, but has always been present in all the experiments. | Эффект полного периода не нов, он всегда присутствовал во всех экспериментах. |
1066 | It is present in Professor Michelson's original observations. | Он присутствует и в первичных наблюдениях Майкельсона. |
1067 |
| |
1068 | Kennedy: Are the effects the same in case you use a concrete frame instead of an iron frame? | Кеннеди: Одинаков ли эффект при использовании металлической и бетонной рам? |
1069 |
| |
1070 | Miller: Yes, they are essentially the same. | Миллер: Да, он существенно одинаков. |
1071 | The concrete instrument showed smaller temperature effects than did the one with the steel frame, but its mechanical strength was also less. | Бетонный прибор показал меньшие температурные эффекты, чем прибор со стальной рамой, но его механическая прочность также была меньше. |
1072 | I have always used (as did Kennedy) the method of shifting the fringes by putting weights on the end of the frame; | Я всегда использовал, как и Кеннеди, метод сдвига полос помещением грузов на конец рамы. |
1073 | to produce a shift of one fringe, approximately 325 g was necessary. | Для получения сдвига в одну полосу требовалось приблизительно 325 г. |
1074 | This is less than the corresponding weight in Dr. Kennedy's apparatus, because {399} the arms of the frame are longer in my apparatus than in his. | Это меньше, чем соответствующий груз в приборе Кеннеди, так как плечи рамы в моем аппарате длиннее, чем в его. |
1075 | I should like to mention again that my experiments have been carried out under a great variety of conditions. | Я хотел бы снова заметить, что мой эксперимент проводился при значительном варьировании условий. |
1076 | My assistant moved around the apparatus to see if his position affected the distribution of temperature or the stability or level of the instrument. | Мой ассистент перемещался вокруг прибора для того, чтобы посмотреть, влияет ли его позиция на распределение температуры или стабильность или уровень прибора. |
1077 | The light was placed in different positions, both inside and outside the house. | Свет помещался в различные положения внутри и вне помещения. |
1078 | At Mount Wilson, the instrument has been mounted in two different buildings, differently oriented. | На Маунт Вилсон аппарат устанавливался в зданиях с различной ориентацией. |
1079 | The effect has persisted throughout. | Эффект везде наблюдался. |
1080 | After considering all the possible sources of error, there always remained a positive effect. | После учета всех возможных источников погрешности всегда оставался положительный эффект. |
1081 | ||
1082 | Professor E. R. Hedrick: Mathematically speaking there cannot be any question as to the correctness of the computations which Professor Lorentz has presented to us. | Проф. Е. Р. Хедрик: С точки зрения математики не может быть вопросов относительно правильности вычислений, представленных проф. Лоренцем. |
1083 | The result for the second-order terms seems beyond question. | Результат для членов второго порядка вопросов не вызывает. |
1084 | It is conceivable, however, that there is introduced an error when the path of the beam of light is changed by the motion of the apparatus into a new one. | Возможно, однако, появление погрешности из-за изменения пути луча света из-за движения аппарата. |
1085 | The instrument might not be always in the ideal position assumed in the calculations. | Инструмент не мог быть всегда в идеальном положении, принятом для вычислений. |
1086 | ||
1087 | I should like to call your attention to a second point. | Я хотел бы привлечь ваше внимание ко второму пункту. |
1088 | We start from a certain number of assumptions. | Мы начали с определенного количества допущений. |
1089 | Now our aim in mathematics is always to reduce the necessary number of assumptions to a minimum. | Сейчас наша цель в области математики – уменьшить необходимое количество допущений до минимума. |
1090 | We make use in this special case of the two principles of Huyghens and Fermat. | Мы используем в данном специальном случае два принципа Гюйгенса и Ферма. |
1091 | Can we trust them to terms of the third order? We do not know. | Можем ли мы доверять им там, где дело касается членов третьего порядка, мы не знаем. |
1092 | Might not a combination of third-order effects eventually affect the magnitude of the second-order effect? | Не может ли комбинация эффектов третьего порядка оказывать влияние на величину эффекта второго порядка? |
1093 | Anyhow, if we could reduce the number of physical principles involved in our calculations to a single one, it would be very desirable. | Если мы могли бы уменьшить количество физических принципов, используемых в наших вычислениях, до одного, это было бы очень желательно. |
1094 | That is what Righi and also I have attempted to do. ((It should be stated clearly that the operations of differentiation and integration, freely used in these discussions, cannot be trusted to the extent that is often assumed. | Это то, что мы пытались сделать с Риги ((Необходимо четко указать, что операциям дифференцирования и интегрирования, свободно использованным в этих обсуждениях, нельзя доверять в той мере, как это часто предполагается. |
1095 | The derivative of an approximation to a true formula is not necessarily an approximation to the derivative of the true formula. | Производная приближения к истинной формуле – не обязательно приближение к производной истинной формулы. |
1096 | It is true also that the integrals to successive approximations to a true formula are not necessarily successive approximations to the integral of the true formula, unless the successive approximations are uniform. | Правда, также, что интегралы в последовательных приближениях к истинной формуле не обязательно последовательные приближения к интегралу от истинной формулы, если последовательные приближения не единообразны. |
1097 | These conditions cannot be said to hold in such fine approximations as those of the Michel-son experiment. | Нельзя сказать, что эти условия остаются для таких прекрасных приближений как в опыте Майкельсона. |
1098 | Therefore it has seemed to us, and it still seems to us, to be necessary to proceed by direct calculations from definitely stated assumptions, rather than through an intermediate proof (e.g., Fermat's principle) that is thus questionable.)) | Поэтому нам казалось, и до сих пор нам кажется, что будет необходимо перейти на прямые расчеты для определенно выраженных предположений, а не использовать промежуточные доказательства (например, принцип Ферма), что, таким образом, сомнительно)). |
1099 | ||
1100 | Lorentz: I should like to defend my theory. | Лоренц: Я хотел бы защитить свою теорию. |
1101 | Hedrick says we should try to reduce the number of our assumptions. | Хедрик говорит, что необходимо пытаться сократить число допущений. |
1102 | Now the two {400} principles of Huyghens and Fermat are not independent. | Два принципа Гюйгенса и Ферма не являются независимыми. |
1103 | The second may be deduced from the first. | Второй может быть выведен из первого. |
1104 | It is easy to prove that this is true. | Легко доказать, что это так. |
1105 | There is then no question of having two assumptions. | Таким образом, вопроса о наличии двух допущений нет. |
1106 | ||
1107 | Hedrick: Is this really generally true? | Хедрик: Действительно ли это так? |
1108 |
| |
1109 | Lorentz: Yes; the relation between Huyghens’ principle and Fermat’s principle is absolutely general. | Лоренц: Да, отношения между принципом Гюйгенса и принципом Ферма абсолютно общие. |
1110 | I might repeat more precisely some of the features of the reasoning I gave yesterday. | Я мог бы более точно привести некоторые доводы, изложенные мной вчера. |
1111 | ||
1112 | Suppose P (Fig. 5) to be a luminous point. (The difficulties might of course begin here, if we were obliged to state exactly what we mean by this.) | Предположим, P (см. рис. 5) есть световая точка (здесь должны начаться трудности, если мы должны точно пояснить, что мы имеем в виду). |
1113 | Suppose, further, that rot w = 0, which is Fresnel's idea. | Предположим далее, что rot w = 0, что отражает идею Френеля. |
1114 | Making use of Fresnel's coefficient and entrainment, we find the influence of a motion of the apparatus on effects of the first order to be the same for each of the paths l1 and l2. | Используя френелевские коэффициент и увлечение, находим влияние движения аппарата на эффекты первого порядка, одинаковые для каждого пути l1 и l2. |
1115 |
| |
1116 | There is still one point to be considered which I did not mention before. | Существует еще один пункт, о котором необходимо упомянуть. |
1117 | If we take into account effects of the second order, the path of the rays will be changed by the motion of the apparatus, so that we should have to use in one moment l and in the next l'. | Если мы примем во внимание эффекты второго порядка, путь лучей будет изменяться вследствие движения аппарата, так что необходимо будет использовать в один момент l, а в следующий l'. |
1118 | Still I think that for the effects under consideration it does not make any difference which one we take. | Я все же думаю, что для рассматриваемых эффектов не имеет значения, что именно мы возьмем. |
1119 | [Hedrick remarks: “Yes, that is all right.”] | [Хедрик замечает: «Да, верно».] |
1120 | It can easily be seen that the difference between l and l' produces only an effect of the fourth order. | Понятно, что разность между l и l' дает только эффект четвертого порядка. |
1121 | We are thus justified in using the path existing without motion of the ether. | Таким образом, оправдано использование пути, существующего без движения эфира. |
1122 | ||
1123 | Of course the value of the light-path l must be exact to the second order. | Конечно, значение светового пути l должно быть точным до второго порядка. |
1124 | For those cases in which we are concerned with the propagation in ether only, this value follows from the expression for v (velocity of fight in the moving system) : | В тех случаях, где мы связаны только с распространением в эфире, эта величина вытекает из выражения для v (скорости света в движущейся системе): |
1125 | ||
1126 | [See expression (3) in Report II.] But the question arises, and this is what I wanted to add, what will be the form of the equation when we deal with fight passing through the moving glass plates? | [см. выражение (3) в Докладе II]. Но возникает вопрос, и это то что я хотел добавить, какова будет форма уравнения, когда мы имеем дело со светом, проходящим через подвижные стеклянные пластины? |
1127 | In this case w2/c2 would be replaced by k2w2/c2, where 1–k=(n2–1)/n2 is Fresnel's coefficient. | В этом случае, будет заменено на , где — коэффициент Френеля. |
1128 | Now this value for k might not be quite rigorous in this connection. | Теперь эта величина для k не является столь строгой в данной связи. |
1129 | The expression wkdt due to the entrainment by matter might be doubted if terms of the second order are to be considered. | Это выражение wkdt вследствие увлечения материей может быть подвергнуто сомнению, если необходимо учесть члены второго порядка. |
1130 | This indeed might necessitate a change of magnitude for these second-order effects. | Это могло бы сделать необходимым изменение величины этих эффектов второго порядка. |
1131 | It is to be remarked, however, that {401} distances through which the light travels in glass in Michelson's experiment are comparatively so small, and that practically they cannot give rise to any difficulty at all. | Нужно отметить, однако, что расстояния, через которые свет проходит в стекле в эксперименте Майкельсона, сравнительно столь малы, что практически не могут вызвать каких-либо затруднений. |
1132 | For all these reasons I think that the theory which I presented is general, and, at the same time of exact applicability to the actual instrument. | Исходя из этого я думаю, что теория, представляемая мной, есть общая, но в то же время точно применимая к реальному прибору. |
1133 | In any case, I intend to study all the recent work such as Mr. Hedrick's. | Во всяком случае, я намереваюсь изучить все недавние работы, такие, как работа Хедрика. |
1134 |
| |
1135 | Dr. G. Strömberg: It is often said that the sun's motion “in space” is 20 km/sec. toward the point α = 270°, δ = +30°. | Д-р Г.Штромберг: Часто говорят, что Солнце движется «в пространстве» со скоростью 20 км/с к точке α = 270°, δ = +30°. |
1136 | This expression is quite inadequate and means that the sun's motion referred to the brighter stars is of this magnitude and direction. | Это выражение абсолютно неадекватно и означает лишь движение Солнца относительно ярких звезд с такой скоростью и направлением. |
1137 | Referred to distant objects, this velocity is much greater. | Относительно удаленных объектов эта скорость значительно больше. |
1138 | The sun's velocity relative to the system of globular star clusters is about 300 km/sec. in the direction α = 320°, δ = +650, and relative to the spiral nebulae it may be even larger, although in about the same direction. | Скорость Солнца относительно шаровидных звездных скоплений приблизительно равна 300 км/с в направлении α = 320° и δ = +65°, а относительно спиральной туманности она может быть даже больше, хотя и примерно в том же направлении. |
1139 | ||
1140 | As the bigger reference frame is, presumably, the more fundamental, the higher velocity may also be of more fundamental nature. | Поскольку система отсчета большей величины, по-видимому, более фундаментальна, более высокая скорость может также иметь более фундаментальную природу. |
1141 |
| |
1142 | And this is just what has been found to be the case. | Это как раз и происходит в данном случае. |
1143 | The sun's motion as referred to different classes of objects in our neighborhood is quite different, and the general rule has been established that the higher the internal velocity dispersion in a group, the larger is the sun's motion relative to this group. | Движение Солнца относительно объектов разных классов в соседстве с нами совершенно различно, и было установлено общее правило: чем выше внутренняя дисперсия скорости в группе, тем больше скорость движения Солнца относительно этой группы. |
1144 | Practically all celestial objects can be arranged in a sequence with increasing velocity dispersion, and moving with different velocity along a certain axis. | Практически все звездные объекты могут быть представлены в виде ряда с возрастающей дисперсией скорости и движением с различной скоростью вдоль определенной оси. |
1145 | This sequence terminates with the globular clusters, and a quadratic relationship exists between group motion along a certain axis and the velocity dispersion along the same axis. | Эта последовательность заканчивается шаровидными звездными скоплениями, и существует квадратичное отношение между движением группы вдоль определенной оси и дисперсией скорости по этой же оси. |
1146 | This phenomenon can, at least formally, be explained as the effect of a velocity restriction in a fundamental reference frame in which the globular star clusters are statistically at rest. | Это явление может, как минимум формально, быть объяснено как эффект ограничения скорости в фундаментальной системе отсчета, в которой шаровидные скопления находятся в статическом покое. |
1147 | ||
1148 | Recent studies of the velocities of giant M stars have completely confirmed this hypothesis. | Недавние исследования гигантских М–звезд полностью оправдали эту гипотезу. |
1149 | In fact, it has been found possible to represent the velocity distribution along this fundamental axis in a much more satisfactory way by one disposable constant, in addition to this fundamental velocity vector, than by four arbitrary constants, as in the prevalent methods. | Фактически было признано возможным представить распределение скорости вдоль этой фундаментальной оси гораздо более удовлетворительным способом одной имеющейся в распоряжении постоянной в добавление к этому фундаментальному вектору скорости, чем четырьмя произвольными постоянными, как в распространенных методах. |
1150 | ||
1151 | In stellar motions we have to introduce a fundamental velocity vector of 300 km/sec. in the direction mentioned in order to secure {402} order and regularity. | В звездном движении нам необходимо ввести вектор фундаментальной скорости 300 км/с в упомянутом направлении для того, чтобы обеспечить порядок и регулярность. |
1152 | This implies the existence of a "fundamental" reference frame, or "medium," or "ether," whatever we prefer to call it. | Это предполагает существование «фундаментальной системы отсчета» или «среды» или «эфира», как бы мы ни предпочли назвать ее. |
1153 | The introduction of such a conception has been of great value in the study of stellar motions. | Введение такой концепции имеет большое значение для исследования звездного движения. |
1154 | ||
1155 | Professor H. Bateman: The Michelson-Morley experiment maybe regarded as a test of the laws of reflection by a moving mirror. | Проф. Х.Бейтман: Эксперимент Майкельсона–Морли можно рассматривать как проверку законов отражения подвижного зеркала. |
1156 | For the general case in which the source of light is moving relative to the earth, the question resolves itself into two: | Для общего случая, когда источник света движется относительно Земли, вопрос распадается на два: |
1157 | (1) Is the image of a moving point source of light a single moving point source of light as in the classical electromagnetic theory? | 1. Является ли изображение подвижного точечного источника света единственным подвижным точечным источником света, как в классической электромагнитной теории? |
1158 | (2) Are the space-time co-ordinates of a point source and its image connected by the relations | 2. Являются ли пространственно–временные координаты точечного источника и его изображения связанными соотношениями |
1159 | ||
1160 | ||
1161 | ; (u = velocity of mirror), of the classical electromagnetic theory and the theory of relativity? | ; , где u — скорость зеркала, классической электромагнитной теории и теории относительности? |
1162 |
| |
1163 | On the assumption that the first question is to be answered in the affirmative, various modifications of the equations connecting the space-time co-ordinates of a point source and its image might be tried on the arrangements of mirrors in the Michelson-Morley experiment. | Допуская, что на первый вопрос ответ будет утвердительным, необходимо исследовать различные модификации уравнений, связывающих пространственно–временные координаты точечного источника и его изображения в приборах с зеркалами в опыте Майкельсона–Морли. |
1164 | The interference fringes may in each case be regarded as the fringes produced by light coming directly from certain image sources and traveling in accordance with certain assumed laws of propagation which are also under test. | Интерференционные полосы могут в каждом случае рассматриваться как полосы, образуемые светом, исходящим непосредственно от определенных источников изображения и проходящих в соответствии с определенными законами распространения, которые также исследуются. |
1165 | The general problem is still more complicated by the contraction of the apparatus. | Проблема усложняется сокращением размеров аппарата. |
1166 | The first question of the sharpness of the image of a point source which is moving relative to the mirror is difficult to settle experimentally on account of the lack of point sources of light moving at a high speed and at some distance from the earth. | Первый вопрос относительно четкости изображения точечного источника света, движущегося относительно зеркала, трудно решить экспериментально в связи с отсутствием источников света, движущихся с большой скоростью и на некотором удалении от Земли. |
1167 | The velocity of a shooting star may be forty-five miles a second, but this is probably too small for the production of lack of sharpness in the image. | Скорость падающей звезды может составлять 45 миль/с (82 км/с), но этого, вероятно, мало для восполнения отсутствия четкости в изображении. |
1168 | ||
1169 | Director Adams closed the conference, thanking all the speakers for their contributions. | Директор Адамс закрыл конференцию, поблагодарив участников за их вклад. |
1170 |
| |
1171 | Carnegie Institution of Washington, Mount Wilson Observatory, April 1928 | Институт Карнеги, Вашингтон; Обсерватория Маунт Вилсон, апрель 1928 г. |
1172 |
| |
1173 | [1] Contributions from the Mount Wilson Observatory, Carnegie Institution of Washington, No. 373. | [1] Труды обсерватории Маунт Вилсон (Contributions from the Mount Wilson Observatory), институт Карнеги, Вашингтон, № 373. |
1174 |
| |
1175 | [2] Physical Review, 30, 692, 1927 | [2] Physical Review, 1927, Vol. 30, P. 692 |
1176 | ||
1177 | [3] American Journal of Science, 22, 120, 1881. | [3] American Journal of Science, 1881, Vol. 22., P. 120 |
1178 | ||
1179 | [4] Archives Néerlandaises, 31, 2me livre, 1886. | [4] Archives Néerlandaises. 1886, Vol. 31, 2me livre |
1180 |
| |
1181 | [5] Philosophical Magazine (5), 24, 449, 1887. | [5] Philosophical Magazine, 1887, Ser. 5, Vol. 24. P.449 |
1182 |
| |
1183 | [6] We mention the following: | [6] Отметим следующие: |
1184 | Sutherland, ibid. (5), 46, 23, 1898; | Sutherland, там же, 1898, Ser. 5, Vol. 46 |
1185 | Hicks, ibid. (6), 3, 9, 1902; | Hicks, там же, 1902, Ser. 6, Vol 3, P. 9; |
1186 | Sutherland, Nature, 63, 205, 1900; | Sutherland, Nature, 1900, Vol. 63. P. 205; |
1187 | Luroth, Ber. d. Bayr. Ak. d. W., 7, 1909; | Lüroth, Ber. d. Bayerische Akademie der Wissenschaften, 1909, Vol.7; |
1188 | Kohl, Annalen der Physick, 28, 259, 1909; | Kohl, Annalen der Physick, 1909. Bd.28. S.259; |
1189 | Budde, Physikalische Zeitschrift, 12, 979, 1911, and 13, 825, 1912; | Budde, Physikalische Zeitschrift. 1911. Bd. 12. S.979 und 1912. Bd. 13. S.825; |
1190 | Righi, Sessions of the Royal Institute of Bologna, 1919 and 1920. | Righi, Sessions of Royal Institute of Bologna. 1919 and 1920. |
1191 | For replies to some of these articles consult the following: | Ответы на некоторые из этих статей приведены в следующих работах: |
1192 | Lodge, Philosophical Magazine (5), 46, 1898; | Lodge, Philisophical Magazine, 1898, Ser. 5, Vol.46; |
1193 | Morley and Miller, ibid. (6), 9, 669, 1905; | Morley and Miller, там же. 1905. Ser. 6, Vol. 9, P.669; |
1194 | Laue, Annalen d. Physik, 33, 186, 1910, and Physikalische Zeitschrift, 13, 501, 1912; | Laue, Annalen d. Physik. 1910. Vol.33. P. 186, and Physikalische Zeitschrift. 1912. Vol.13. P.501; |
1195 | Debye, Beiblätter zu den Annalen der Physik, 34, 1910. | Debye, Beiblätter zu den Annalen der Physik. 1910. Vol. 34. |
1196 | ||
1197 | [7] "Michelson's Experiment and Its Interpretation according to Righi," Memorie della Societa Astronomica Italiana, 1, 283, 1920. | [7] Michelson's Experiment and its Interpretation according to Righi. Memorie della Societa Astronomica Italiana. 1920. Vol. 1. P.283. |
1198 | ||
1199 | [8] See Observatory, 44, 340–341, 1921. | [8] См. Observatory. 1921. Vol. 44. P.340-341. |
1200 | ||
1201 | [9] See, for example, Larmor, Aether and Matter, p. 53. | [9] См., например, Larmor. Aether and Matter. P. 53. |
1202 | ||
1203 | [10] See Michelson and Morley, loc. cit.; also Larmor, p. 48. | [10] См. Michelson and Morley, loc. cit.; также Larmor, p. 48. |
1204 | ||
1205 | [11] Physical Review, 30, 516, 1927. | [11] Physical Review. 1927. Vol. 30. P.516. |
1206 | ||
1207 | [12] Die Naturwissenschaften, 16, 25, 1928. | [12] Die Naturwissenschaften. 1928. Vol. 16. P. 25. |
Перевод с английского: В.А.Ацюковского и Л.С.Князевой. / сб. «Эфирный ветер», 1993, 2011. Редактирование перевода, рисунки и параллельный текст: Р.Г.Чертанов, 3 июля 2013 г.
См. также:
Dayton Miller (left) and Albert Michelson (right) at a Conference on the Michelson-Morley Experiment held at Mount Wilson Observatory, February 1927. Case W. R. U. Archive. http://www.orgonelab.org/miller.htm