| 1
| {433} [1] The general acceptance of the theory that
light consists of wave motion in a luminiferous ether made it necessary to
determine the essential properties of the ether which will enable it to
transmit the waves of light and to account for optical phenomena in general. |
[1] Общее положение теории о том, что свет является
волновым движением в светоносном эфире, приводит к необходимости определения
основных свойств эфира, которые должны обеспечивать распространение волн
света и объяснять другие оптические явления в целом. |
| 2
| The ether was at first presumed to fill all space,
even that occupied by material bodies, and yet to allow all bodies to move
through it with apparent perfect freedom. |
Вначале предполагалось, что эфир заполняет все
пространство, даже то, которое занято телами, и что он допускает движение
всех тел сквозь него практически совершенно свободно. |
| 3
| The question of whether the ether is carried along
by the earth's motion has been considered from the early days of the wave
theory. |
Вопрос о том, увлекается ли эфир движением Земли,
обсуждался, начиная с первых дней волновой теории. |
| 4
| Theories of the ether are intimately associated with
theories of the structure of matter, and these are among the most fundamental
in the whole domain of physical science. |
Теории эфира тесно связаны с теориями структуры
материи и находятся в числе наиболее фундаментальных основ всех
областей физической науки. |
| 5
| |
|
| 6
| The discovery of the aberration of
light, in 1728, was soon followed by an explanation according to the then
accepted corpuscular theory of light. |
За открытием аберрации света в 1728 г. вскоре последовало объяснение, связанное с принятой тогда корпускулярной теорией света. |
| 7
| The effect was attributed to a simple composition of
the velocity of light with the velocity of the earth in its orbit. |
Эффект приписывался простому сложению скорости света
со скоростью орбитального движения Земли. |
| 8
| A second explanation was proposed, based on the wave
theory, which seemed almost as simple as the former, but it failed to account
for the fact, later proved by experiment, that the aberration is unchanged
when observations are made with a telescope filled with water. |
Было предложено и другое объяснение, основанное на
волновой теории, которое казалось почти столь же простым, как и первое, но оно
оказалось не способным объяснить факт, позднее подтвержденный экспериментом,
что аберрация не изменялась, если наблюдения производились телескопом,
заполненным водой. |
| 9
| Fresnel developed the theory which has been
generally accepted, first, that the ether is at rest in free space and in
opaque bodies, while, second, in the interior of moving transparent bodies it
is supposed to move with a velocity less than the velocity of the body in the
ratio (n2–1)/(n2),
where n is the index of refraction. |
Френель предложил теорию, которая стала
общепринятой, во-первых, что эфир неподвижен в свободном пространстве и в
непрозрачных телах, а, во-вторых, внутри движущихся прозрачных тел
предполагается его движение со скоростью, в (n2–1)/(n2) раз меньшей,
чем скорость движения тела (n
— показатель преломления). |
| 10
| These two hypotheses give a complete and
satisfactory explanation of aberration; the second is considered to have been
proved by the experiments of Fizeau and of Michelson and Morley on the
velocity of light in moving media; the first hypothesis, that of an ether at
rest in space and in opaque bodies, has always been in doubt. |
Эти две гипотезы давали полное и удовлетворительное
объяснение аберрации; вторую предполагалось проверить опытами Физо и
Майкельсона–Морли по измерению скорости света в движущейся среде; первая
гипотеза о том, что эфир покоится в пространстве и в непрозрачных телах,
всегда вызывала сомнение. |
| 11
| |
|
| 12
| Several physicists have sought to
prove the existence of the stationary ether by direct experiment. |
Некоторые физики пытались подтвердить
существование стационарного эфира прямыми экспериментами. |
| 13
| The most fundamental of such proposals was that of
Professor A. A. Michelson, made in 1881, based upon the idea that the ether
as a whole is at rest and that light waves are propagated in the free ether
in any direction and always with the same velocity with respect
{434} to the ether. |
Наиболее фундаментальное из этих предложений было
сделано профессором А. А. Майкельсоном в 1881 г. Оно основано на идее, что эфир в целом неподвижен и что волны света распространяются в
свободном эфире в любом направлении и всегда с той же самой скоростью по
отношению к эфиру. |
| 14
| It was also assumed that the earth in its orbital
motion around the sun passes freely through this ether as though the latter
were absolutely stationary in space. |
Оно также допускало, что Земля в своем орбитальном
движении вокруг Солнца проходит свободно через этот эфир, как если бы он был
абсолютно неподвижен в пространстве. |
| 15
| The experiment proposed to detect a relative motion
between the earth and the ether, and it is this relative motion which is
often referred to as "ether-drift." |
Эксперимент был предложен для обнаружения
относительного движения Земли и эфира, и это то относительное движение,
которое часто рассматривалось как «эфирный ветер». |
| 16
| The experiment is based upon the argument that the
apparent velocity of light would vary according to whether the observer is
carried by the earth in the line in which the light is traveling or at right
angles to this line. |
Эксперимент основывался на том доводе, что кажущаяся
скорость света будет различной в зависимости от того, движется ли наблюдатель
вместе с Землей вдоль нанаправления распространения света или перпендикулярно
к нему. |
| 17
| The velocity of light is three hundred thousand
kilometers per second, while the velocity of the earth in its orbit is one
ten thousandth part of this, thirty kilometers per second. |
Скорость света равна 300000 км/с, а скорость Земли
на ее орбите составляет 1/10000 часть этого, то есть 30 км/с. |
| 18
| The actual motion of the earth is at all times the
resultant of the motion of the earth in its orbit, varying in direction and
having a velocity of thirty kilometers per second, and of the constant motion
of the sun (including the whole solar system), in an unknown direction
and with an unknown velocity. |
Истинное движение Земли есть в каждый момент времени
результирующая движения Земли по ее орбите, изменяющаяся по направлению и
имеющая скорость 30 км/с, и постоянного движения Солнца вместе со всей
Солнечной системой в неизвестном направлении и с неизвестной скоростью. |
| 19
| Therefore, the actual relative motion of the earth
and ether is unknown, and it may be less than thirty kilometers per second or
very much greater. |
Поэтому фактическое движение Земли относительно
эфира неизвестно, и оно может быть как меньшим 30 км/с, так и гораздо
большим. |
| 20
| If it is assumed that the relative motion is equal
to that of the earth in its orbit, and if it were possible to measure the
direct effect of this motion on the apparent velocity of light, then the
velocity measured in the line of motion should differ from the apparent
velocity at right angles to this line, by thirty kilometers per second, or by
one part in ten thousand. |
Если допустить, что относительное движение Земли
равно ее движению по орбите, и если бы оказалось возможным измерить прямое
влияние этого движения на кажущуюся скорость света, то тогда скорость,
измеренная вдоль направления движения, должна отличаться от кажущейся
скорости, измеренной под прямым углом к этой линии, на 30 км/с или на
1/10.000. |
| 21
| This is what is called a "first order
effect"; but, unfortunately, there is no known method of measuring the
velocities under such simple conditions. |
Это и есть то, что называлось «эффектом первого
порядка», но, к несчастью, нет известного метода для измерения скоростей в
столь простых условиях. |
| 22
| All methods require the ray of light to travel to a
distant station and back again to the starting point, and a positive effect
of the earth's motion on the ray going outward would be neutralized by a
negative effect on the returning ray. |
Все методы требуют, чтобы луч света распространялся
до отдаленной точки и вернулся обратно в стартовую точку и при этом
положительное воздействие движения Земли на уходящий луч, должен был быть
нейтрализованным негативным эффектом в возвращающемся луче. |
| 23
| But, for a moving observer, it was shown that the
neutralization would not be quite complete; the apparent velocity of the ray
going and coming in the line of the earth's motion would differ from the
apparent velocity of the ray going and coming at right angles, in the ratio
of the square of the velocity of the earth to the velocity of light, that is,
by an amount equal to one part in (10,000)2 or to one part in 100,000,000. |
Однако показано, что для движущегося наблюдателя эта
компенсация оказывается не абсолютно полной: кажущаяся скорость луча,
уходящего и возвращающегося вдоль направления движения Земли, будет
отличаться от кажущейся скорости луча, уходящего и возвращающегося в
перпендикулярном направлении, на величину, пропорциональную квадрату
отношения скорости Земли к скорости света, то есть на (1/10000) 2
или на 1/100000000. |
| 24
| The only effect which can be experimentally
determined, therefore, is exceedingly minute; it is a "second order
effect." |
Таким образом, единственный эффект, который может
быть экспериментально обнаружен, есть ничтожный «эффект второго порядка».
|
| 25
| |
|
| 26
| A remarkable instrument known as the
"interferometer," which had been invented by Professor Michelson,
is capable of detecting a change in the velocity of light of the small amount
involved in ether drift. |
Замечательный инструмент, известный как
«интерферометр», изобретенный профессором Майкельсоном, способен обнаружить
это малое изменение скорости света, связанное с эфирным ветром. |
| 27
| In this experiment a beam of light is literally
split in two by a thin film of silver, on what is called the
"half-silvered mirror"; the coating of silver is thin enough to
allow about half of the light to pass straight through, while the other half
is reflected in the usual manner. |
В этом эксперименте луч света буквально расщепляется
на два луча с помощью тонкой пленки серебра, которую называют «полупрозрачным
зеркалом»; серебряное покрытие достаточно тонкое, чтобы позволить примерно
половине светового потока пройти через нее, в то время как другая половина
отражается как обычно. |
| 28
| These two beams of light may thus be made to travel
paths at right angles to each other. |
Эти два луча могут, таким образом, быть направлены по
путям во взаимно перпендикулярных направлениях. |
| 29
| At the end of the desired path each beam is
reflected back upon itself and the two come together where they first
separated. |
На конце требуемого пути каждый луч отражается
обратно и соединяются там, где они были первоначально расщеплены. |
| 30
| If the two paths are optically equal, that is, if
there are exactly the same number of wavelengths of light in each, the
reunited portions will blend with the waves in concordance. |
Если оба отрезка пути оптически равны, то есть если
количество волн в обоих путях в точности одинаково, то соединившиеся лучи
наложатся при совпадении фаз обеих волн. |
| 31
| If, however, one path is a half-wave longer than the
other, the waves will come together in "opposite phase," the crest
of one coinciding with the trough of the other. |
Если же, напротив, один из путей будет на половину
волны длиннее другого, то волны соединяются в противофазе, так что «вершина»
одной волны совпадает со «впадиной» другой. |
| 32
| These and other phase relations between the two rays
produce effects called "interference fringes," observation of which
enables one to detect slight changes in the velocity of light in the two
paths. |
Эти и другие фазовые соотношения между двумя лучами
создают эффект, называемый «интерференционными полосами», наблюдение которых
позволяет определить незначительное изменения скорости света для двух путей. |
| 33
| |
|
| 34
| In the year 1887, at Case School of
Applied Science, in Cleveland, Professor Michelson, in collaboration with the
late Professor Edward W. Morley, of Western Reserve University, made certain
important developments of method and apparatus and used the interferometer in
the now famous "Michelson-Morley experiment," in an effort to
determine whether the motion of the earth through space produces the effect
upon the velocity of light as predicted by theory. |
В 1887 году в Кейсовской школе прикладных
наук в Кливленде проф. Майкельсон, при участии ныне покойного проф. Эдварда
В.Морли из Западного резервного университета выполнил некоторые важные
усовершенствования метода и прибора и использовал интерферометр для
знаменитого теперь «эксперимента Майкельсона – Морли» в попытке определить,
оказывает ли движение Земли в пространстве влияние на скорость света,
предсказанное теорией. |
| 35
| Unfortunately we do not know in what absolute
direction the earth is going and so it is not possible to place the
interferometer certainly in this direction. |
К несчастью, мы не знаем, в каком абсолютном
направлении движется Земля, и, следовательно, невозможно ориентировать
интерферометр точно в этом направлении. |
| 36
| Therefore, the whole apparatus is mounted on a base
which floats on mercury so that it can be turned to all azimuths of the
horizontal plane of observation in the effort to find the direction of the
drift. |
Поэтому весь аппарат был смонтирован на основании,
плавающем в ртути так, чтобы он мог быть повернут в горизонтальной плоскости
наблюдения на любой азимут, чтобы попытаться определить направление ветра. |
| 37
| The rotation of the earth on its axis causes the
plane of the interferometer to move as though it were on the surface of a rotating
cone, the axis of which coincides with that of the earth and thus to take
many different space orientations. |
Вращение Земли вокруг своей оси является причиной
движения плоскости интерферометра так, как если бы эта плоскость была на
поверхности вращающегося конуса, ось которого совпадает с осью вращения
Земли, и, таким образом, занимает различные ориентации в пространстве. |
| 38
| It is only that component of the actual drift which
lies in the plane of the interferometer at the moment of observation which
can be observed. |
Это только та составляющая фактического ветра,
лежащая в плоскости интерферометра на момент наблюдения, которая может
наблюдаться. |
| 39
| Therefore, the apparent azimuth and magnitude of the
drift should change with the time of observation. |
Поэтому кажущиеся азимут и величина эфирного ветра
должны меняться в зависимости от времени наблюдения. |
| 40
| |
|
| 41
| The full significance of the
ether-drift experiments of 1925 can be presented only by considering the
interpretations given to the experiments made previously. |
Полное значение экспериментов 1925 г. по обнаружению эфирного ветра может быть представлено только принимая во внимание
интерпретации, данные прежним экспериментам. |
| 42
| For this reason a historical summary of all the
experiments will be given. |
Поэтому необходимо сделать исторический обзор этих
экспериментов. |
| 43
| |
|
| 44
| In July, 1887, Michelson and Morley
made six sets of observations for the ether-drift effect, one at noon and one
at six o'clock in the evening, on each of three days, July 8, 9 and 11. |
В июле 1887 г. Майкельсон и Морли выполнили шесть серий наблюдений эфирного ветра — одна —
в полдень и другая — в 18 часов вечера, в каждый их
трех дней 8, 9 и 11 июля. |
| 45
| This constitutes the whole of the observations made
by Michelson and Morley. |
Это и есть все наблюдения, сделанные Майкельсоном и
Морли. |
| 46
| In November, 1887, they announced their conclusions
as follows: "Considering the motion of the earth in its orbit only ... the observations show that the relative motion of
the earth and the ether is probably less {435} than one sixth of the earth's
orbital velocity and certainly less than one fourth."[2] (That is, it is
less than seven and one half kilometers per second.) |
В ноябре 1887 года они опубликовали следующее
заключение: «…с учетом только движения
Земли по орбите… наблюдения показали, что
относительное движение Земли и эфира, вероятно, меньше 1/6 орбитальной скорости Земли, и безусловно меньше, чем 1/4.»
[2] Это значит, меньше, чем 7,5 км/с. |
| 47
| It is to be noted that
this experiment was designed and carried out solely to detect the influence
of the earth's orbital motion, which should have different values at the two
times of day chosen for observation, and that the smallest quantity which
could be measured with certainty was one fourth of the expected effect. |
Следует отметить, что эти эксперименты
были разработаны и проведены только для того, чтобы определить влияние
орбитального движения Земли, которое должно иметь различные значения для двух
моментов времени суток, выбранных для наблюдения, и что минимальное значение,
которое могло быть уверенно измерено, составляло 1/4 ожидаемого эффекта. |
| 48
| |
|
| 49
| In 1895, Lorentz and FitzGerald
suggested 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. |
В 1895 г. Лоренц и Фицжеральд предположили, что движения, связанные с перемещением сплошного тела сквозь эфир, могут
приводить к сокращению их размеров в направлении движения и увеличению
размеров в перпендикулярном направлении, величина которых пропорциональна
квадрату отношения скорости перемещения и света, и которые могут иметь
величину, обнуляющую эффект эфирного ветра в интерферометре
Майкельсона–Морли. |
| 50
| The optical dimensions of this instrument were
determined by the base of sandstone on which the mirrors were supported. |
Оптические размеры этого инструмента определялись базой
из песчаника, на которой были закреплены зеркала. |
| 51
| 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 бы сокращения размеров зависели от физических
свойств сплошного тела, то можно было бы предполагать, что сосновая балка
испытает большее сокращение, чем песчаник, а сталь сократится в меньшей
степени. |
| 52
| 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 «обнуляет» эффект в одном аппарате,
то в другом будет возникать эффект, отличающийся от нуля и, возможно, имеющий
другой знак. |
| 53
| |
|
| 54
| 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 wave-lengths. |
Автор в сотрудничестве с профессором Морли
сконструировал интерферометр, примерно в четыре раза более чувствительный,
чем тот, который был использован в первом эксперименте, имея длину светового
пути 214 футов (65,23 м), что равно примерно 130.000.000 длинам волн. |
| 55
| 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 инструменте относительная скорость Земли и
эфира, равная скорости орбитального движения Земли, должна индицироваться
смещением интерференционных полос равным 1,1 полосы. |
| 56
| This is the size of the instrument which has been
used ever since. |
Это – размеры инструмента, который
использовался до настоящего времени. |
| 57
| The optical parts were all new and nothing was used
from the original apparatus excepting the mercury tank and its wooden float. |
Оптические пути были полностью обновлены, и от
оригинального аппарата не было использовано ничего, кроме ртутной ванны и
деревянного поплавка. |
| 58
| |
|
| 59
| 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 инструмент с базой из сосновых досок
использовался в Кливленде в 1902, 1903 и 1904 гг. в целях прямой
проверки эффекта Лоренца – Фицжеральда, но изменения в деревянной раме от
изменений влажности и температуры делали получение точных наблюдений
затруднительным. |
| 60
| A new supporting frame was designed by Professor F.
H. Neff, of the Department of Civil Engineering of Case School of Applied
Science, the purpose being to secure both symmetry and rigidity. |
Профессором Ф. Г. Неффом из отделения
Гражданского инженерного строительства Кейсовской школы прикладных наук была
разработана новая поддерживающая рама. Цель разработки заключалась в
обеспечении как симметрии, так и жесткости. |
| 61
| 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. |
Эта рама, или база, была выполнена из
конструкционной стали и имела такую конструкцию, что оптический размер мог
зависеть и от деревянных распорок, и от самой стальной рамы. |
| 62
| Observations were made with this apparatus in 1904. |
Наблюдения с использованием этого инструмента
проводились в 1904 г. |
| 63
| 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 towards the
constellation Hercules with a velocity of 17.7 kilometers per second. |
Программа опыта ориентировалась на ожидание эффекта
от комбинаций суточного и годового движения Земли вместе с предполагаемым
движением Солнечной системы в направлении созвездия Геркулеса со скоростью
17,7 км/с. |
| 64
| 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 o'clock, A. M., and 9:00 o'clock, P.
M. |
В выбранные для наблюдения дни было два периода
суток, когда результирующая этих движений должна была лежать в плоскости
интерферометра, — около 11:30 и около 21:00 . |
| 65
| The calculated azimuths of the motion would be
different for these two times. |
Рассчитанные азимуты движения должны были быть
различными для этих двух периодов. |
| 66
| 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. |
Поэтому наблюдения в эти два периода комбинировались
так, чтобы ожидаемый азимут утреннего наблюдения совпадал с таковым для
вечернего наблюдения. |
| 67
| The observations for the two times of day gave
results having positive magnitudes but having nearly opposite phases; when
these were combined, the result was nearly zero. |
Наблюдения для обоих периодов суток давали положительные
результаты по величине, но с приблизительно противоположными фазами; когда
они совмещались, итог был близок к нулю. |
| 68
| 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. |
Поэтому полученный результат противоречил
рассматривавшимся тогда теориям. Однако в соответствии с идеями, которые
будут изложены далее в этом докладе, теперь представляется, что наложение
двух групп наблюдений с различными фазами было основано на ошибочной гипотезе
и что полученный тогда положительный результат оказывается в согласии с новой
гипотезой движения Солнца. |
| 69
| Our report of these experiments published in the
Philosophical Magazine for May, 1905, concludes with the following statement:
"Some have thought that this experiment only proves that the ether in a
certain basement room is carried along with it. |
Наш отчет об этих экспериментах, опубликованный в «Philosophical Magazine» за май 1905 г. заканчивался следующим утверждением: «Некоторые
думают, что этот эксперимент только подтверждает, что эфир в данном подвальном помещении перемещается вместе с ним. |
| 70
| We desire therefore to place the apparatus on a hill
to see if an effect can be there detected."[3] |
Поэтому мы собираемся разместить
аппарат на возвышенности,
чтобы посмотреть, нельзя ли обнаружить эффект там»[3]. |
| 71
| |
|
| 72
| 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 переместили интерферометр из подвала лаборатории на место на Евклидовых высотах в Кливленде,
свободное от помех со стороны зданий, и расположенный на высоте примерно 300 футов (91,4 м) над уровнем озера Эри и примерно 870 футов (265,2 м) над уровнем моря. |
| 73
| 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 проведено пять групп
наблюдений, которые дали ясный положительный результат, составляющий около
1/10 ожидаемого тогда эфирного ветра. |
| 74
| There was a suspicion that this might be due to a
temperature effect, though there was no direct evidence of this. |
Возникали подозрения, что это вызывалось
температурными эффектами, хотя прямых свидетельств тому не было. |
| 75
| A plan was made for putting this surmise to the test
after a summer's vacation. |
Планировалось проверить это предположение после
летних каникул. |
| 76
| We had erected the interferometer on land owned by a
friend; during our vacation absence, the land was sold and the new owner
ordered the immediate removal of the interferometer. |
Мы установили интерферометр на земле, принадлежащей
нашему другу; но за время нашего отсутствия во время каникул земля была
продана, и новый владелец потребовал немедленно убрать интерферометр. |
| 77
| Professor Morley retired from active work in 1906
and it devolved upon the present writer to continue the experiments. |
Проф. Морли отошел от активной деятельности в 1906 г., и это возложило на меня обязанности по продолжению экспериментов. |
| 78
| {436} It seemed desirable that further
observations should be carried out at a much higher altitude, but numerous
causes prevented the resumption of observations. |
Следующие эксперименты хотелось провести на
значительно большей высоте, но возобновлению наблюдений препятствовали
многочисленные причины. |
| 79
| |
|
| 80
| It was at this time that Einstein
became interested; and in November, 1905, he published a paper on "The
Electrodynamics of Moving Bodies."[4] |
Эйнштейн заинтересовался этой темой в это же
время, и в ноябре 1905 г. он опубликовал статью «Электродинамика
движущихся тел» [4]. |
| 81
| This paper was the first of a long series of papers
and treatises by Einstein and others, which has developed into the present
theory of relativity. |
Эта статья была первой из длинного ряда статей и
научных трудов Эйнштейна и других авторов, которые развились в современную
теорию относительности. |
| 82
| In this first paper, Einstein states the principle
of the constancy of the velocity of light, postulating that for an observer
on the moving earth, the measured velocity of light must be constant,
regardless of the direction or amount of the earth's motion. |
В этой первой статье Эйнштейн ввел принцип
постоянства скорости света, постулировав, что для наблюдателя, находящегося
на движущейся Земле, измеренная скорость света должна быть неизменной,
независимо от направления и скорости движения Земли. |
| 83
| The whole theory was related to physical phenomena,
largely on the assumption that the ether-drift experiments of Michelson,
Morley and Miller had given a definite and exact null result. |
Вся теория была отнесена к физическим явлениям и в
наибольшей степени – к предположению, что опыты Майкельсона, Морли и
Миллера дали определенный и точно нулевой результат. |
| 84
| |
|
| 85
| The deflection of light from the stars
by the sun, as predicted by the theory of relativity, was put to the test at
the time of the solar eclipse of 1919. |
Предсказанное теорией относительности
отклонение света звезд Солнцем было проверено во время солнечного затмения в 1919 г. |
| 86
| The results were widely accepted as confirming the
theory. |
Результаты были широко признаны как подтверждающие
теорию. |
| 87
| This revived the writer's interest in the
ether-drift experiments, the interpretation of which had never been
acceptable to him. |
Это возобновило интерес автора к экспериментам по
эфирному ветру, интерпретация результатов которого никогда не была приемлемой
для него. |
| 88
| |
|
| 89
| The site of the Mount Wilson
Observatory, near Pasadena, California, at an elevation of about six thousand
feet, appeared to be a suitable place for further trials. |
Обсерватория Маунт Вилсон вблизи
Пассадены, Калифорния, на высоте около 6000 футов (1829 м), оказалась подходящим местом для дальнейших испытаний. |
| 90
| An elaborate program of experimentation was
prepared, and ample funds to cover the very considerable expense involved
were very generously provided by Mr. Eckstein Case, of Cleveland. |
Была тщательно подготовлена программа эксперимента и
найдены фонды, вполне достаточные для того, чтобы покрыть весьма значительную
стоимость выполнения программы; фонды были очень любезно предоставлены
мистером Экштейном Кейсом из Кливленда. |
| 91
| The president and trustees of Case School of Applied
Science gave every possible assistance by allowing leave of absence to the
writer at such times as were desirable for making the experiments and by
providing an assistant for carrying on the very laborious work of calculating
and analyzing the observations. |
Президент и попечитель Кейсовской Школы прикладных
наук оказал всю возможную помощь, разрешив автору отсутствовать столько
времени, сколько нужно для проведения экспериментов и выделив ассистента для
выполнения очень объемной работы по вычислениям и обработке наблюдений. |
| 92
| Through the kindness of President Merriam, of the
Carnegie Institution of Washington, and of Directors Hale and Adams, the
ether-drift experiments have been carried on at the Mount Wilson Observatory
during the past five years. |
Благодаря любезности президента Мерриама из
Института Карнеги в Вашингтоне и директоров Хейла и Адамса эксперименты по
эфирному ветру проводились в обсерватории Маунт Вилсон в течение
прошедших пяти лет. |
| 93
| |
|
| 94
| 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 начались в марте 1921 г. с использованием аппаратуры и методики, разработанной Морли и Миллером в 1904, 1905 и
1906 гг. с некоторыми модификациями и улучшениями в деталях. |
| 95
| 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 ten kilometers per second. |
Самое первое наблюдение дало положительный
результат, который мог быть произведен реальным эфирным ветром,
соответствующим относительной скорости эфира и Земли, примерно равной 10
км/с. |
| 96
| 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 magneto-striction and radiant heat. |
Но прежде, чем сообщить о таком результате, казалось
необходимым изучить все возможные причины, которые могли дать смещение полос,
похожее на то, которое должен был создать эфирный ветер. Среди причин
предполагались магнитострикция и тепловое излучение. |
| 97
| 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. |
Чтобы проверить последнее, металлические части
интерферометра были полностью покрыты слоем пробки толщиной примерно 1 дюйм (2,54 см), и было проведено 50 групп наблюдений, показавших периодическое смещение полос, как
и в первых наблюдениях. Это показало, что тепловое излучение не является
причиной наблюдаемого эффекта. |
| 98
| |
|
| 99
| 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. стальная рама интерферометра была демонтирована и монолитная база из бетона с латунной арматурой была отлита на
месте на ртутном плоту. |
| 100
| 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, так что весь аппарат был свободен от магнитных эффектов, а возможные
тепловые эффекты были существенно уменьшены. |
| 101
| In December, 1921, forty-two sets of observations
were made with the non-magnetic interferometer. |
В декабре 1921 г. были проведены 42 группы наблюдений с немагнитным интерферометром. |
| 102
| These show a positive effect as of an ether drift,
which is entirely consistent with the observations of April, 1921. |
Они дали положительный эффект, как от эфирного
ветра, который полностью соответствовал наблюдениям апреля 1921 г. |
| 103
| Many variations of incidental conditions were tried
at this epoch. |
В этот период были проверены многочисленные вариации
побочных условий. |
| 104
| 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 проводились при вращении интерферометра
по часовой стрелке и против нее, как при быстром, так и при очень
медленном вращении, при чрезвычайной разбалансировке интерферометра,
создаваемой нагружением плота на одной стороне. |
| 105
| Many variations of procedure in observing and
recording were tried. |
Было испробовано множество вариантов процедур
наблюдений и регистрации. |
| 106
| The results of the observations were not affected by
any of these changes.[5] |
Результаты наблюдений не зависели от любых этих изменений
[5]. |
| 107
| |
|
| 108
| The entire apparatus was returned to the laboratory
in Cleveland. |
Аппарат был возвращен в лабораторию в Кливленд. |
| 109
| 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. |
В течение 1922 и 1923 гг. было проведено
множество испытаний при различных условиях, которые можно было
контролировать, и со многими модификациями расположения частей аппарата. |
| 110
| 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, чтобы
источник света мог быть размещен вне помещения, в котором проводились
наблюдения, а последующее усовершенствование зеркал было выполнено так, чтобы
можно было наблюдать интерференционные полосы с помощью стационарного
телескопа. |
| 111
| Methods of photographic registration by means of a
motion picture camera were tried. |
Были испробованы методы кинематографической
регистрации. |
| 112
| Various sources of light were employed, including
sunlight and the electric arc. |
Применялись различные источники света, в том числе электрическая
дуга и солнечный свет. |
| 113
| 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. |
В конце концов, устройство было усовершенствовано
так, что наблюдения могли проводиться с помощью астрономического телескопа с
пятидюймовой апертурой и 50-кратным увеличением. |
| 114
| The source of light adopted was a large acetylene
lamp of the kind commonly used for automobile headlights. |
В качестве источника света использовалась большая
ацетиленовая лампа, такого типа, который обычно применяется в автомобильных
фарах. |
| 115
| 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. |
Была проведена обширная серия экспериментов для
обнаружения влияния неравенства температуры и теплового излучениея,
опробованы многие различные изолирующие материалы для базы интерферометра и
его световых путей. |
| 116
| These experiments proved that under the conditions
of actual observation the periodic displacement could not possibly be
produced by temperature effects. |
Эти эксперименты подтвердили, что в условиях реальных
наблюдений периодическое смещение не могло быть вызвано температурными
эффектами. |
| 117
| {437} 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 лабораторные эксперименты показали, что
полнопериодический эффект, упоминавшийся в предварительном сообщении о
наблюдениях на Маунт Вилсон, является непременным геометрическим
следствием такого расположения зеркал, при котором используются
интерференционные полосы конечной ширины, и что эффект исчезает только для
полос бесконечной ширины, как это и предполагалось в простой теории
эксперимента. |
| 118
| |
|
| 119
| 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 снова был доставлен на Маунт Вилсон и смонтирован на новом месте, где температурные условия были
более благоприятны, чем таковые в 1921 г. |
| 120
| The interferometer house was also mounted with a different
orientation. |
Дом, в котором находился интерферометр, также был
установлен с иной ориентацией. |
| 121
| 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 реальное периодическое
смещение полос, такое же, как и во всех наблюдениях, сделанных ранее на Маунт
Вилсон и в Кливленде. |
| 122
| |
|
| 123
| 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 считать эти эффекты следствием земных причин или
экспериментальных ошибок. |
| 124
| 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 проведены очень обширные вычисления с целью
попытаться согласовать наблюдаемый эффект с имеющимися теориями эфира и с
предполагаемым движением Земли в пространстве. |
| 125
| The observations were repeated at certain epochs to
tests one after another of the hypotheses which were suggested. |
Наблюдения повторялись в различные эпохи, чтобы
проверить одну за другой выдвигаемые гипотезы. |
| 126
| 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 решение казалось уже невозможным, был впервые сделан полный расчет ожидаемого эффекта для каждого месяца
года. |
| 127
| This indicated that the effect should be a maximum
about April first, 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. |
Он показал, что эффект должен быть максимальным около 1 апреля и, более того, что направление эффекта
должно, на протяжении 24 часов в сутки, оборачиваться полностью вокруг горизонта. |
| 128
| Observations were made for verifying these
predictions in March and April, 1925. |
В марте и апреле 1925 г. были проведены наблюдения с целью проверить эти предсказания. |
| 129
| 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,
nor point in opposite directions at intervals of twelve hours. |
Эффект был по величине равен наибольшему из ранее
наблюдавшихся, но он не указывал последовательно на все направления компаса,
то есть он не изменял направления по азимуту на 90° на интервалах по 6 ч и не
изменял ориентацию на противоположную на интервалах в 12 ч (как
предполагалось — В.А.). |
| 130
| 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 лишь колебалось вперед и
назад на угол примерно в 60°, имея, в общем, северо-западное направление. |
| 131
| |
|
| 132
| Previous to 1925, the Michelson-Morley
experiment has always been applied to test a specific hypothesis. |
До 1925 г. эксперимент Майкельсона–Морли всегда был направлен на проверку конкретной гипотезы. |
| 133
| 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. |
Единственная теория эфира, которая подвергалась
проверке, была связана с абсолютно неподвижным, стационарным эфиром, сквозь
который Земля двигалась, не возмущая его. |
| 134
| To this hypothesis the experiment gave a negative
answer. |
По отношению к этой гипотезе эксперимент дал
отрицательный ответ. |
| 135
| 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
towards the constellation Hercules with the velocity of about nineteen
kilometers per second. |
Эксперимент был направлен на проверку только вполне
специфического предположения о характере движения Земли, а именно: осевого и
орбитального движения вместе с постоянным движением Солнечной системы по
направлению к созвездию Геркулеса со скоростью около 19 км/с. |
| 136
| The results of the experiment did not agree with
these presumed motions. |
Результаты эксперимента не совпали с этим
предполагаемым движением. |
| 137
| 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 также ориентирован на проверку
гипотезы Лоренца – Фицжеральда о сокращении размеров тел при движении сквозь
эфир; проверялись также эффекты магнитострикции, теплового излучения и
гравитационные деформации рамы интерферометра. |
| 138
| 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. |
На протяжении всех этих наблюдений, занимавших годы,
пока ответ на различные вопросы был «нет», сохранялся постоянный и устойчивый
малый эффект, который не был объяснен. |
| 139
| |
|
| 140
| 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. |
Эфирно–ветровой интерферометр — это
инструмент, который, как общепризнано, предназначен для определения
относительного движения Земли и эфира, то есть он способен показать
направление и скорость абсолютного движения Земли и Солнечной системы в
пространстве. |
| 141
| If observations were made for the determination of
such an absolute motion, what would be the result, independent of any
"expected" result? |
Если наблюдения проводились для определения такого
абсолютного движения, что могло бы быть результатом, не зависящим от
«ожидаемого» результата? |
| 142
| 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 расширенные наблюдения в другие эпохи в 1925 г., и это было сделано в июле, августе и сентябре. |
| 143
| |
|
| 144
| It may be asked: why was not such a
procedure adopted before? |
Можно спросить, почему это не было сделано
раньше? |
| 145
| The answer is, in part, that we were concerned with
the verification of certain predictions of the so-called classical theories;
and in part that it is not easy to develop a new hypothesis, however simple,
in the absence of direct indication. |
Ответом является, в частности, то, что мы были
озабочены проверкой определенных предсказаний так называемой классической
теории, и отчасти то, что нелегко создать новую гипотезу, хотя бы простейшую,
в отсутствие прямых к этому указаний. |
| 146
| 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 этой неудачи
является огромная трудность, связанная с осуществлением наблюдений во все
время суток и в любую из эпох. |
| 147
| 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 думаю, что я не эгоцентричен, но я просто
констатирую факт, когда он оказывается замечен, что во всех научных работах,
в которых я участвовал, наблюдения эфирного ветра наиболее утомительны и
изнуряющи, из-за физического, умственного и нервного напряжения. |
| 148
| 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. |
Простая настройка интерферометра на полосы в белом
свете и поддержание этой настройки, когда путь света равен 214 футам (65,23 м) состоит из 16 различных участков и когда это осуществляется на открытом
воздухе, требует терпения, так же как и крепких нервов и твердой руки. |
| 149
| Professor Morley once said, "Patience is a
possession without which no one is likely to begin observation of this
kind." |
Профессор Морли однажды сказал: «Терпеливость
— это качество, без которого нельзя приступать к наблюдениям этого
типа». |
| 150
| The observations must be made in the dark; in the
daytime, the interferometer house is darkened with black paper shades; |
Наблюдения должны проводиться в темноте: в дневное
время помещение, в котором находился интерферометр, затемнялось черной
бумагой; |
| 151
| the observations must be made in a temperature which
is exactly that of the out-of-door air; 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; |
наблюдения должны проводиться при точном совпадении
температуры в помещении и снаружи; наблюдатели должны ходить по кругу
диаметром примерно 20 футов (6,1 м), держа глаза у движущегося объектива
телескопа, прикрепленного к интерферометру, который плавает в ртутной ванне и
равномерно вращается вокруг своей оси с частотой около одного оборота в
минуту; |
| 152
| 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 {438} aperture of the eyepiece of the
telescope, about a quarter of an inch in diameter; |
наблюдатель ни в коем случае не должен прикасаться к
телескопу и в то же время не должен терять из виду интерференционные полосы,
которые видны только через малое отверстие объектива телескопа, примерно 1/4
дюйма (около 6,5 мм) в диаметре; |
| 153
| the observer makes sixteen readings of the position
of the interference fringes in each turn, at times indicated by an electrical
clicker; 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. |
наблюдатель делает 16 отсчетов положения
интерференционных полос за каждый оборот в моменты, отмечаемые
электрическим звуковым устройством, эти операции должны продолжаться без
перерыва во время серии наблюдений которая обычно длится примерно 15–20 минут
и это повторяется постоянно в течение нескольких часов рабочего периода. |
| 154
| |
|
| 155
| 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. |
Когда проводятся наблюдения, интерферометр с
укрепленным на нем телескопом приводится во вращается на ртутном плоту, так
что телескоп направляется поочередно на все направления по компасу, то есть,
он указывает на все азимуты. |
| 156
| 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 complete periods in each rotation of the instrument. |
Относительное движение Земли и эфира должно вызывать
периодическое смещение интерференционных полос: они сначала должны сместиться
в одну сторону, а затем — в противоположную по отношению к принятой за основу
сравнения точке в поле зрения, с двумя полными периодами за каждый оборот
инструмента. |
| 157
| Beginning when the telescope points north, the
position of the fringes is noted at sixteen equidistant points around the
horizon. |
Положения линий отмечались в 16 равноудаленных друг
от друга точках вокруг горизонта, начиная с направления телескопа на север. |
| 158
| 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. |
Азимут линии зрения, при котором смещение
максимально, отмечался в два различных периода времени дня, это простая
операция для вычисления прямого восхождения и склонения, или «апекса»
предполагаемого «абсолютного» движения Земли в пространстве. |
| 159
| 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 nor upon the adjustment of the
fringes to any particular zero position. |
Определение направления движения Земли связано
только с направлением ориентации телескопа, когда наблюдаемое смещение полос
максимально; оно ни в какой степени не зависит ни от величины этого смещения
ни от настройки полос на какую-либо частную «нулевую» позицию. |
| 160
| 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 отсчеты берутся с интервалом около 3 с,
положение максимума зависит от наблюдений, перекрывающих интервал менее чем
10 с. |
| 161
| A whole period of the displacement extends over only
about twenty-five seconds. |
Весь период смещения занимает только около 25 с. |
| 162
| Thus the observations for the direction of the
absolute motion are largely independent of ordinary temperature disturbances. |
Поэтому определение направления абсолютного движения
в большой степени независимо от обычных температурных возмущений. |
| 163
| The observation is a differential one and can be
made with considerable certainty under all conditions. |
Наблюдения носят дифференциальный характер и могут
быть выполнены с высокой степенью достоверности при всех условиях. |
| 164
| 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. |
Комплекс отсчетов обычно содержит 20 поворотов
интерферометра, сделанных за период около 15 мин, это дает 40 определений
периодического эффекта. |
| 165
| The forty values are simply averaged to give one
"observation." |
Эти 40 значений просто усредняются, чтобы получить
одно «наблюдение». |
| 166
| 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 cancelled out in the process of averaging. |
Любые температурные эффекты или другие виды
искажений, которые не обладают регулярным периодом каждые 20 секунд на интервале
в 15 минут, могут быть в значительной степени исключены за счет усреднения. |
| 167
| The periodic effect remaining in the final average
must be real. |
Остающийся периодический эффект остающийся после
окончательного усреднения должен быть реальным. |
| 168
| |
|
| 169
| The position of the fringe system is
noted in units of a tenth of a fringe width. |
Положение системы интерференционных полос
записывается в десятых долях ширины полосы. |
| 170
| 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 движения Земли определяется
амплитудой периодического смещения, которое пропорционально квадрату
относительной скорости Земли и эфира и длине светового пути интерферометра. |
| 171
| A relative motion of thirty kilometers per second,
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. |
Относительное движение со скоростью в 30 км/с,
равное орбитальной скорости Земли, должно было бы создать смещение полос от
одного экстремума до другого, равное 1,1 полосы. |
| 172
| 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 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, связанные с температурой или другими
причинами, длящиеся несколько секунд или минут, могут повлиять на текущую
величину наблюдаемого смещения, и таким образом дать менее точные
значения для скорости относительного движения, тогда как одновременное
положение максимального смещения оказывается не искажено. |
| 173
| 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. |
Поэтому ожидалось, что наблюдения скорости движения
будут не столь точными, как наблюдения за направлением движения. |
| 174
| The two things, magnitude and azimuth of observed
relative motion, are quite independent of each other. |
Два параметра – скорость и азимут наблюдаемого
относительного движения практически взаимно независимы. |
| 175
| |
|
| 176
| 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 иметь наблюдения, равномерно
распределенные на все 24 часа суток. Поскольку одна группа наблюдений
занимает около 15 мин, то правильно распределенных 96 групп оказывается
достаточно. |
| 177
| The making of such a series usually occupies a
period of ten days. |
Проведение такой серии занимало обычно период в 10
дней. |
| 178
| The observations are finally reduced to one group
and the mean date is considered the date of the epoch. |
В конце наблюдения сводились в одну группу, и
средняя дата рассматривалась как дата эпохи. |
| 179
| 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. |
Наблюдения на Маунт Вилсон в 1925 году соответствовали
трем эпохам: 1 апреля, 1 августа и 15 сентября, и их было более чем вдвое
больше по количеству, чем всех предыдущих наблюдений эфирного ветра,
проделанных с 1881 г. |
| 180
| The total number of observations made at Cleveland
represent about 1,000 turns of the interferometer, while all the observations
made at Mount Wilson previous to 1925 correspond to 1,200 turns. |
Общее число наблюдений в Кливленде содержало около
1000 оборотов интерферометра, а все наблюдения, проведенные на Маунт Вилсон
до 1925 г., содержали 1200 оборотов. |
| 181
| The 1925 observations consist of 4,400 turns of the
interferometer, in which over 100,000 readings were made. |
Наблюдения же 1925 г. содержали 4400 оборотов интерферометра, в течение которых было сделано более 100.000 считываний. |
| 182
| 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 8 отсчетов давала значение скорости и
направление функции эфирного ветра, так что было получено 12.500 единичных
измерений. |
| 183
| This required that the observer should walk, in the
dark, in a small circle, for a total distance of 100 miles, while making the readings. |
Для этого требовалось, чтобы наблюдатель должен был
в темноте по небольшому кругу пройти общую дистанцию в 100 миль, производя считывание показаний. |
| 184
| Throughout these observations the conditions were
exceptionally good. |
Условия проведения всех этих наблюдений были
исключительно хорошими. |
| 185
| At times there was a fog which rendered the
temperature very uniform. |
В некоторые периоды был туман, который хорошо
выравнивал температуру. |
| 186
| 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 наружных стенах дома висели четыре прецизионных
термометра. Экстремальная вариация температуры часто не превышала 0,1°, а
обычно не превышала 0,4°. |
| 187
| Such variations did not at all affect the periodic
displacement of the fringes. |
Такие вариации не могли совсем влиять на
периодическое смещение полос. |
| 188
| 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. |
Надо добавить, что во время проведения отсчетов ни
наблюдатель, ни регистрирующий сотрудник не имели ни малейшего представления
о том, есть ли периодичность, ни тем более какова ее величина или направление
любого периодического эффекта. |
| 189
| |
|
| 190
| The hundred thousand readings are
added in groups of twenty, are averaged and then are plotted in curves. |
100.000 отсчетов были соединены в группы по
20, усреднены и затем нанесены на графики. |
| 191
| These curves are subjected to mechanical harmonic
{439} analysis for the purpose of determining the azimuth and magnitude of
the drift. |
Эти графики исследовались механическим гармоническим
анализатором с тем, чтобы определить азимут и скорость ветра. |
| 192
| 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 использовались все наблюдения в
оригинале – без пропусков, без назначения «весов» и вообще без
применения каких-либо коррекций к наблюдаемым значениям. |
| 193
| 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 были окончательно нанесены на
графики таким образом, чтобы показать вариации азимута ветра на протяжении
полных 24-часовых суток для каждой эпохи наблюдений; вариации скорости были
нанесены на графики аналогичным образом. |
| 194
| The observations of 1925 thus provide six curves,
three showing the variation in azimuth for the different epochs and three
showing the variation in magnitude. |
Наблюдения 1925 г., таким образом, дали шесть графиков: три из них показывали вариации азимута в различные эпохи и три — вариации
скорости. |
| 195
| The curves are shown in Figs. 1 and
2. |
Графики показаны на рис. 1 и 2. |
| 196
| The dots, connected by the light lines, represent
single observations, each being the average of the readings from twenty turns
of the interferometer during an interval of about fifteen minutes. |
Точки, соединенные тонкой линией, представляют
отдельные наблюдения, каждое из которых усреднено на основании отсчетов,
сделанных на 20 оборотах интерферометра за время около 15 мин. |
| 197
| The heavy line represents an arbitrary average of
the single observations for the one epoch. |
Толстая линия представляет собой произвольное
усреднение единичных наблюдений для одной эпохи. |
| 198
| In Fig. 1 the base line represents the twenty-four
hours of the local civil day; a position on this line corresponds to a
direction of motion to the north, while a point above the line indicates an
easterly azimuth and one below the line, a westerly azimuth. |
На рис. 1 абсцисса содержит 24 ч местных
гражданских суток, расположение на этой линии соответствует направлению
движения на север, при этом точки выше линии соответствуют восточным
азимутам, а точки ниже линии — западным азимутам. |
| f1 |
 |
Рис. 1. Вариации азимута эфирного ветра
|
| 199
| In Fig. 2 the base again represents the hours of the
civil day, while the magnitude of the ether drift, that is, the velocity of
relative motion, throughout the day, is charted in kilometers per second. |
На рис. 2 абсцисса также соответствует 24 ч гражданских
суток, тогда как по ординате отложено значение скорости эфирного ветра, то
есть, скорость относительного движения эфира, в течение дня, в километрах в
секунду. |
| f2 |
 |
Рис. 2. Вариации скорости эфирного ветра
|
| 200
| It is at once evident that there is something real
in the observations; each curve has a definite and a characteristic form;
certainly, the results are not zero, neither are they due to accidental
errors of observation. |
Здесь сразу же очевидно, что в наблюдениях
содержится некоторый реальный эффект: каждая кривая имеет определенную и характерную
форму. Результаты определенно не нулевые и не являются случайными ошибками
наблюдений. |
| 201
| The azimuth of the observed effect, Fig.1, varies in
a periodic manner throughout the twenty-four hours of the day, the average
being about 45° west of north, with the time of greatest westerly deviation
varying with the time of year. |
Азимут наблюдавшегося эффекта рис. 1 варьируется
периодически в течение 24 часов суток; среднее значение его примерно равно
45° на северо-запад; время наибольшего западного отклонения варьируется в
зависимости от времени года. |
| 202
| Fig. 2 shows that the magnitude of the effect also
varies periodically, with its maximum of about ten kilometers per second
occurring at different times of day at different times of year. |
На рис. 2 показано, что величина эффекта также
варьируется периодически, при максимуме около 10 км/с, который случается в
различные моменты суток в различные периоды года. |
| 203
| |
|
| 204
| It has been impossible to specify any effects
of temperature, radiant heat, magnetism, gravitation or any other cause,
which can produce the systematic variations indicated for the different
epochs. |
Невозможно представить какие-либо эффекты,
связанные с температурой, тепловым излучением, магнетизмом, гравитацией и
другими причинами, которые могли бы создавать систематические вариации,
показанные для различных эпох наблюдения. |
| 205
| The presumption was then made that the effects may
be due to the motion of the earth and of the whole solar system through the
ether, that is, to a real ether drift. |
Поэтому можно предполагать, что полученный эффект
является следствием движения Земли и всей Солнечной системы сквозь эфир, то
есть следствием реального эфирного ветра. |
| 206
| Various graphic and numerical solutions were {440}
made for determining the apex and velocity of such a motion. |
Были проведены различные графические и
вычислительные определения апекса и скорости такого движения. |
| 207
| These trial solutions were checked by means of a
mechanical parallelogram apparatus, and finally by a partial least-squares solution. |
Эти пробные решения были проверены с помощью
параллелограммного механического аппарата, и наконец –методом частных
наименьших квадратов. |
| 208
| It was found that a direction towards a point in the
constellation Draco, having the right ascension of 262° (17 1/2
hours) and the declination of +65°, when projected on the plane of the
interferometer at all times of the day for the three epochs of observations,
would have an azimuth which would vary as shown by the smooth, heavy-line
curves of Fig. 3. |
Было установлено, что направление на точку в
созвездии Дракона, имеющую прямое восхождение 262° (17 1/2
ч) и склонение в +65°, будучи спроецированным на плоскость
интерферометра во все моменты суток в три эпохи наблюдения, должно иметь
азимут, который должен варьироваться так, как показано плавной толстой линией
на рис. 3. |
| f3 |
 |
Рис. 3. Совмещение теоретической кривой азимута эфирного ветра (плавная кривая) с результатами наблюдений (ломаная)
|
| 209
| The azimuth would, however, vary equally to the east
and to the west of north; that is, the curve should be partly above and
partly below the horizontal base line of the figure. |
Однако азимут должен варьироваться одинаково на
северо-восток и на северо-запад, так что кривая должна расположиться частично
над и частично под абсциссой графика. |
| 210
| As drawn, the curves have been arbitrarily displaced
downward (westward) to match the broken line curves which show the actual
results of observation, taken from Fig. 1. |
На рис. 3 кривая была произвольно смещена
вниз в сторону западных азимутов, чтобы согласовать ее с ломаной линией,
изображающей фактические результаты наблюдений, взятые из рис. 1. |
| 211
| |
|
| 212
| If the motion has a direction towards the
constellation Draco with a velocity of ten kilometers per second, which
remains constant throughout the year, its projection on the plane of the
interferometer would vary in magnitude throughout the day, for the three
epochs of observations, as shown by the smooth curves in Fig. 4. |
Если движение направлено к созвездию
Дракона со скоростью 10 км/с, которое остается неизменным в течение
года, то его проекция на плоскость интерферометра должна изменяться по
величине в течение суток, для трех эпох наблюдения, как показано плавной
кривой на рис. 4. |
| f4 |
 |
Рис. 4 Совмещение теоретической кривой относительно скорости эфирного ветра (плавная кривая) с результатами наблюдений (ломаная)
|
| 213
| The broken-line curves show the variation in
magnitude of the observed effect, being the averages from Fig. 2. |
Ломаная линия показывает вариации величины
наблюдаемого эффекта, усредненные из рис. 2. |
| 214
| |
|
| 215
| The curves so far considered have been
plotted with respect to local civil time for Mount Wilson. If the
direction and magnitude of the motion are constant throughout the year the
curves of the variation are more appropriately plotted with respect to
sidereal time; in Fig. 5 the curves are so plotted, the heavy line
representing the averages of all observations for 1925. |
Кривые, рассмотренные выше, были отнесены к
местному гражданскому времени обсерватории Маунт Вилсон. Если направление и
скорость движения постоянны в течение года, то графики
суточных вариаций могут быть более точно привязаны к звездному времени; на
рис 5 они именно так и привязаны, при этом жирная линия представляет
среднее из всех наблюдений 1925 г. |
| f5 |
 |
Рис. 5. Отнесение результатов наблюдений эфирного ветра, проведенных в различное время суток, к сидерическому (звездному) времени
|
| 216
| There is a remarkable agreement of the curves for
the different times of year when plotted against sidereal time; the figure
shows that the concordance of the curves for the direction of motion is
better than for the magnitude. |
Здесь видно примечательное совпадение кривых для
различных моментов времени года, если они привязаны к звездному времени. Из
графиков видно, что совпадение кривых для направления движения лучшее, чем
для скорости. |
| 217
| In Fig. 6 the final averages of Fig. 5 are shown by
the broken-line curves, while the computed effects are shown by the smooth
curves. |
На рис. 6 приводится окончательное усреднение
данных рис. 5 в виде ломаной линии, а рассчитанные эффекты показаны
плавной линией. |
| f6 |
 |
Рис. 6. Совмещение усредненных измеренных и теоретических значений азимута и относительной скорости эфирного ветра для 1925 года
|
| 218
| For the azimuth the curves are drawn to a scale of
displacement twice that of the preceding figures, the better to bring out the
remarkable agreement between the curves. |
Кривые для азимута вычерчены в масштабе, удвоенном
по сравнению с предыдущими рисунками, чтобы лучше представить замечательное
совпадение кривых. |
| 219
| |
|
| 220
| As far as the observed quantities
entering into these two curves are concerned, they are quite independent of
each other; and each gives values of the {441} right ascension and
declination of the earth's absolute motion. |
Что касается наблюдаемых величин, входящих в
эти две кривые, то они совершенно независимы друг от друга; и каждый дает
значения прямого восхождения и склонения абсолютного движения Земли. |
| 221
| The right ascension is the sidereal time at which the
azimuth (in the simple case) passes from east to west of north; this
corresponds to the place where the curve crosses its true axis when passing
from a maximum to a minimum. |
Прямое восхождение — это звездное время, в которое
азимут (в простом случае) проходит с северо-востока на северо-запад; это
соответствует точке, в которой график пересекает истинную абсциссу, проходя
от максимума к минимуму. |
| 222
| The dotted lines in the lower part of Fig. 6 show
that this occurs at 17 1/2 hours, which is the right ascension of the apex;
or being expressed in degrees it is equal to 262°. |
Пунктирная линия в нижней части рис. 6
показывает, что это происходит в 17 ч 30 мин, что и является прямым
восхождением апекса; в угловой мере это эквивалентно 262°. |
| 223
| The declination of the apex may be determined from
the amplitude of the curve taken in connection with the latitude of the
observatory; the value thus obtained is a declination of +65°. |
Склонение апекса может быть определено по амплитуде
графика с учетом широты обсерватории; значение склонения, полученное таким
образом, равно +65°. |
| 224
| The observed velocity of the earth's motion,
projected on the plane of the interferometer, should show a daily variation
in magnitude as a result of the rotation of the earth on its axis; this
magnitude should drop to its minimum value at a sidereal time which is the
right ascension of the apex; and should reach its maximum twelve hours from
this time. |
Наблюдаемая скорость движения Земли в проекции на
плоскость интерферометра должна показать дневную вариацию по величине как
результат вращения Земли вокруг своей оси. Эта магнитуда должна уменьшаться
до минимального значения в сидерическое время, равное прямому восхождению
апекса; и достигать максимального значения спустя 12 часов. |
| 225
| Considering the latitude of Mount Wilson, 31° 14′,
and the declination of the apex as just determined from the azimuth of
observations, it appears that at the time of maximum the plane of the
interferometer makes an angle of less than 8° with the direction of the earth's
motion; thus the projection of the velocity at this time does not differ
appreciably from its full value, which is then shown to be equal to ten
kilometers per second. |
Учитывая широту Маунт Вилсон, равную 31°14', и
наклонение апекса, полученное из азимутов наблюдений, получаем, что в момент
максимума плоскость интерферометра образует угол менее 8° с направлением
движения Земли. Поэтому проекция скорости не сильно отличается от полного
значения скорости в это время, которая поэтому может считаться равной 10
км/с. |
| 226
| The declination of the apex may be determined from
the magnitude observations, as well as from those for azimuth, since it
determines the ratio of maximum and minimum values of velocity for a given
latitude. |
Склонение апекса может быть определено как из
наблюдений скорости, так и из наблюдений азимута, поскольку они определяют
отношение между максимальным и минимальным значениями скорости для заданной
широты. |
| 227
| The agreement of the two right ascensions derived
from these independent curves, indicated by dotted lines in Fig. 6, together
with an equal concordance of the declinations, is a further very strong
confirmation of the argument that the observed effects and the presumed
motion are directly related. |
Совпадение значений прямого восхождения, полученных
из этих независимых кривых, показано ломанными линиями на рис. 6. Вместе с
хорошим совпадением для склонения это дальнейшее очень сильное подтверждение,
аргумента, что наблюдаемый эффект и предполагаемое движение непосредственно
взаимосвязаны. |
| 228
| |
|
| 229
| A study of the numerical results shows
that the probable error in the determination of the azimuth of the effect is
± 2°, while the probable error of the observed velocity on the supposition of
a maximum value of ten kilometers per second is ± 0.6 kilometers per second. |
Изучение числовых значений результатов
показывает, что вероятная ошибка определения азимута эффекта равна ±2°, а
вероятная ошибка определения наблюдаемой скорости из предполагаемого
максимального значения 10 км/с равна ±0,6 км/с. |
| 230
| |
|
| 231
| The argument that the direction and
magnitude of the observed ether drift is independent of local time and is
constant with respect to sidereal time implies that the effect of the earth's
orbital motion is imperceptible in the observations. |
Тот довод, что направление и скорость
наблюдаемого эфирного ветра не зависят от местного времени и постоянны по
отношению к звездному времени, предполагает, что эффект орбитального движения
Земли незаметен в наблюдениях. |
| 232
| No effect of this orbital motion has been found in
these observations of 1925; this is strictly in accordance with the results
obtained by Michelson and Morley in 1887 and by Morley and Miller in 1905. |
Эффекты орбитального движения не были обнаружены в
наблюдениях 1925 г.; это прямо совпадает с результатами, полученными
Майкельсоном и Морли в 1887 г., а также Морли и Миллером в 1905 г. |
| 233
| In order to account for this fact it is assumed that
the constant motion of the earth in space is more than two hundred kilometers
per second, but that for some unexplained reason the relative motion of the
earth and the ether in the interferometer at Mount Wilson is reduced to ten
kilometers per second; under these 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 {442} the smallest quantity which can be measured by the
present interferometer. |
Чтобы объяснить этот факт, предположили, что
постоянное движение Земли в пространстве имеет скорость более чем 200 км/с,
но вследствие неизвестной причины относительное движение Земли и эфира в
интерферометре на Маунт Вилсон уменьшается до 10 км/с. При этих условиях
компонента движения, адекватная орбитальному движению Земли, создаст
результирующий эффект, как раз меньший ограничения на наименьшее
значение, которое может быть измерено данным интерферометром. |
| 234
| It is for this reason that it is concluded that the
velocity of the motion of the solar system is at least two hundred kilometers
per second and it may be much greater. |
По этой причине предполагается, что движение
Солнечной системы имеет скорость как минимум 200 км/с, а, возможно,
значительно большую. |
| 235
| The fact that the observed effect is dependent upon
sidereal time and is independent of diurnal and seasonal changes of temperature
and other terrestrial causes shows that it is a cosmical phenomenon. |
Тот факт, что наблюдаемый эффект зависит от
звездного времени и не зависит от суточных и сезонных изменений температуры и
от других земных причин, показывает, что это — космический феномен. |
| 236
| |
|
| 237
| The previous observations made at
Mount Wilson, while not sufficiently extended to determine curves of the kind
just indicated, should, nevertheless, be consistent with these observations. |
Предыдущие наблюдения на Маунт Вилсон хотя и
не были достаточно расширены для опредения кривых того вида, который только
что показан, должны, тем не менее, соответствовать этим наблюдениям. |
| 238
| In Fig. 7 the results of the observations for April
15, 1921, are compared with the curves calculated from the observations of
1925, showing a very good agreement. |
На рис. 7 сравниваются результаты наблюдений 15
апреля 1921 г. с кривой, рассчитанной по наблюдениям в 1925 г.; как видно, совпадение очень хорошее. |
| 239
| |
|
| f7 |
 |
Рис. 7. Совмещение теоретических значений азимута и относительной скорости эфирного ветра для 1925 г. (плавная кривая) и усредненных измеренных значений для апреля 1921 г. (ломаная)
|
| 240
| The complete study of the ether-drift
experiments of 1925, at Mount Wilson, leads to the conclusion 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 ten kilometers per second; and that the variations in the
direction and magnitude of the indicated motion are exactly such as would be
produced by a constant motion of the solar system in space, with a velocity
of two hundred kilometers, or more, per second, towards an apex in the
constellation Draco, near the pole of the elliptic, which has a right
ascension of 262° and a declination of + 65°. |
Полное изучение экспериментов по эфирному
ветру в 1925 г. на Маунт Вилсон приводит к выводу о существовании
систематического смещения интерференционных полос интерферометра,
соответствующих постоянному относительному движению Земли и эфира в этой
обсерватории, равному 10 км/с, и о том, что вариации направления и измеренной
скорости движения в точности такие же, какие могли быть созданы постоянным
движением Солнечной системы в пространстве со скоростью 200 км/с или более, в
направлении апекса в созвездии Дракона около полюса эклиптики, который имеет
прямое восхождение 262° и склонение 65°. |
| 241
| In order to account for these effects as the result
of an ether drift, 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 two hundred, or more, to ten kilometers per
second, and further that this drag also displaces the apparent azimuth of the
motion about 45° to the west of north. |
Чтобы истолковать эти эффекты как результат эфирного
ветра, представляется необходимым предположить, что, в действительности,
Земля увлекает эфир, так что кажущееся
относительное движение в точке наблюдения уменьшается от 200 км/с или
более до 10 км/с, и, более того, что это увлечение также смещает
кажущийся азимут движения примерно на 45° северо-западу (курсив
мой — В. А.). |
| 242
| |
|
| 243
| It is evident that the present
experiments are no more consistent with the old theories of a stagnant ether
than were those of Michelson and Morley of 1887, and of Morley and Miller of
1905; the present work is in no way a contradiction of the earlier results,
but is rather a confirmation and extension of them. |
Очевидно, что настоящие эксперименты не
больше соответствуют старым теориям о покоящемся эфире, чем таковые
Майкельсона и Морли 1887 г., и Морли и Миллера 1905 г.; настоящая работа ни в коем случае не противоречит ранним результатам, но скорее является их
подтверждением и расширением. |
| 244
| That a set of six characteristic curves obtained
from observations which are wholly independent of each other, and which were
made at times of year with extreme differences of weather conditions, so
consistently fit curves depending upon the assumed motion, as shown in Figs.
5 and 6, leads irresistibly to the conclusion that the observed effects are
related to the presumed cause. |
Эта серия из шести характерных кривых получена из
наблюдений, которые полностью взаимно независимы, и которые были сделаны в
периоды года с экстремальными различиями погодных условий, так
последовательно соответствуют кривым, зависящим от предполагаемого движения,
как показано на рис. 5 и 6, что неопровержимо ведет к заключению, что
наблюдаемые эффекты относятся к предполагаемым причинам. |
| 245
| One is compelled therefore to consider whether there
can be a possible readjustment of the theories of the ether that will account
for the reduced velocity and other experimental results. |
Это вынуждает, таким образом, рассмотреть вопрос о
том, возможно ли исправление теорий эфира, которое объяснит уменьшение
скорости и другие экспериментальные результаты. |
| 246
| |
|
| 247
| 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. |
Значения величин, определяющих абсолютное
движение Солнечной системы, полученное из вышеизложенных наблюдений эфирного
ветра, находятся в общем согласии с результатами, полученными другими
методами. |
| 248
| 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, give 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 nineteen kilometers per
second. |
Новейшие исследования собственного движения звезд,
проведенные Ральфом Вильсоном (Ralph Wilson) в обсерватории Дадли (Dudley
Observatory, штат Нью Йорк, США), и радиального движения звезд, проделанные
Кемпбеллом и Муром (Campbell and Moore) в Ликской обсерватории (Lick
Observatory, Калифорния, США), дали апекс движения Солнца в созвездии
Геркулеса с прямым восхождением 270° и склонением около +30° при скорости
около 90 км/с. |
| 249
| 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 towards a point having a right ascension of 307°
and a declination of + 56°, with a velocity of three hundred kilometers per
second. |
Д-р Штромберг (G. Strömberg) в обсерватории Маунт
Вилсон из наблюдения шаровых звездных скоплений и спиральных туманностей
обнаружил свидетельства движения Солнечной системы к точке с прямым
восхождением 307° и склонением +56° со скоростью 300 км/с. |
| 250
| Lundmark, studying the spiral nebulae, finds
evidence of a motion having a velocity of four hundred kilometers per second. |
Лундмарк (Lundmark), изучая спиральные туманности,
нашел доказательство движения, имеющего скорость 400 км/с. |
| 251
| 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
показывают одно и то же общее направление и лежат в пределах круга с
радиусом 20°. |
| 252
| Our assumed velocity of two hundred kilometers per
second is simply a lower limit; it might equally well be three hundred or
four hundred kilometers per second. |
Предположенная нами скорость 200 км/с есть
просто-напросто нижний предел, она может быть и 300, и 400 км/с. |
| 253
| The first assumption therefore seems to offer no
difficulty. |
Поэтому первое предположение не вызывает
принципиальных трудностей. |
| 254
| The location of the apex in the constellation Draco,
at right ascension 262° and declination + 65°, 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. |
Расположение апекса в созвездии Дракона с прямым
восхождением 262° и склонением +65° отличается на 6° от направления на полюс
эклиптики, а значит, показанное движение Солнечной системы почти
перпендикулярно плоскости эклиптики. |
| 255
| The sun's axis of rotation points to within 12° of
this apex. |
Ось вращения Солнца отклонена на 12° от этого
апекса. |
| 256
| One can not help wondering whether there may be some
dynamic significance in these facts. |
Невольно возникает вопрос, может ли быть какое-то
динамическое значение у этого факта. |
| 257
| |
|
| 258
| {443} The assumption that there is a
drag of the ether by the earth involves a considerable readjustment of the
theories of the ether, inasmuch as it requires a modification of the accepted
explanation of aberration. |
Предположение о том, что происходит увлечение
эфира Землей, требует значительного пересмотра теорий эфира, ввиду того, что
оно требует модификации принятых объяснений аберрации. |
| 259
| In commenting on the preliminary report of this work
presented to the National Academy of Sciences in April, 1925, Dr. L.
Silberstein said: "From the point of view of an ether theory, this set
of results, as well as all others previously discovered, are easily
explicable by means of the Stokes ether concept, as modified by Planck and
Lorentz, and discussed by the writer (Silberstein) in the Philosophical Magazine." [6]
|
Комментируя предварительный отчет о настоящей
работе, представленный в Национальную академию наук в апреле 1925 г. д-р Л.Зильберштейн сказал: «С точки зрения теории
эфира эти результаты, так же,
как и предшествующие, легко
объясняются с помощью концепции эфира Стокса, модифицированной Планком и Лоренцем и обсуждавшейся автором (Зильберштейном) в
„Philosophical Magazine“[6]».
|
| 260
| |
|
| 261
| The theory of Stokes may be described by means of
the following sentences selected from Sir Joseph Larmor's treatise on
"Aether and Matter," pages 10, 13, 35 and 36: |
Теория Стокса может быть описана с помощью
нижеследующих цитат, выбранных из труда сэра Джозефа Лармора «Эфир и
материя» ("Aether and Matter" с. 10, 13, 35 и 36): |
| 262
| |
|
| 263
| As Sir George Stokes was not disposed to admit that
the aether could pass freely through the interstices of material bodies in
the manner required by Fresnel's views, and as any other theory of its motion
which could be consistent with the fact of astronomical aberration required
irrotational flow, an explanation of the limitation to that flow had, he
considered, to be found. |
Поскольку сэр Джордж Стокс не был
склонен соглашаться с тем, что
эфир может свободно проходить через
промежутки в материальных телах в
том виде, как это представляется Френелем, и поскольку любая другая теория его движения,
согласующаяся с наблюдаемой
астрономической аберрацией, требует
безвихревого потока, объяснение
ограничений в этом потоке, полагал
он, должно быть найдено. |
| 264
| This chain of argument, that motion of bodies
disturbs the aether, that aberration requires the disturbance to be
differentially irrotational, that this can only be explained by the
dispersion of incipient rotational disturbance by transverse waves, and
further that radiation itself involves transverse undulation, he regards as
mutually consistent and self supporting, and therefore, as forming distinct
evidence in favor of this view of the constitution of the aether. ... |
Эта цепь аргументов, —
что движение тел возмущает эфир
и что аберрация требует, чтобы возмущения
были дифференцированно безвихревыми, — может быть объяснена только через дисперсию зарождающихся вихревых
возмущений поперечными волнами
и далее тем, что излучение само по
себе представляет поперечные
волны, он рассматривает как
взаимозависимое и
самоподдерживающееся и, поэтому, как
формирующееся отдельное доказательство в пользу этой точки зрения на структуру эфира… |
| 265
| The question then arises how far this explanation
will extend to the case in which the aether is entrained by the matter that
is moving through it. |
Тогда возникает вопрос,
как далеко это объяснение может быть распространено на случай, когда эфир увлекается материей, движущейся сквозь него. |
| 266
| Attention has already been drawn to Sir George
Stokes's considerations which would make the luminiferous property itself
prevent the initiation of any rotational motion in the aether. |
Здесь должно быть привлечено
внимание к рассуждениям сэра Джорджа Стокса, которые должны сделать светоносную способность саму
по себе предотвращающей
возникновение любых вращательных движений в эфире. |
| 267
| It is in fact not difficult to prove that the energy
of strain of a rigid incompressible medium of the type of ordinary matter may
be expressed as a volume integral involving only the differential rotation,
together with surface integrals extended over boundaries; and it follows that
any local beginnings of rotational motion in an aether of elastic-solid type
would be immediately carried off and distributed by transverse waves, so that
if the rigidity is great enough no trace of rotational motion of the medium
in bulk can ever accumulate. |
В самом деле, несложно видеть,
что энергия натяжения твердой несжимаемой среды типа обычной материи
может быть истолкована как объемный
интеграл, учитывающий только
дифференциальное скручивание (вращение), вместе с поверхностными интегралами, определяющими
граничные условия, а отсюда
следует, что местные возникновения вращательного движения в упругом и сплошном эфире должны немедленно преобразоваться в поперечные
волны, так что, если жесткость
достаточно велика, никаких
следов вращательного движения в объеме среды не сохраняется. |
| 268
| |
|
| 269
| There are systematic differences in
the so-called constant of aberration and in standard star places as
determined at different observatories, which might be explained on the
hypothesis of a variation in ether drift due to differences in the local
coefficient of drag. |
Существуют систематические различия в так
называемой константе аберрации и в стандартных положениях звезд для различных
обсерваторий, которые могут быть объяснены с помощью гипотезы о вариациях
эфирного ветра, связанных с разницей в локальном коэффициенте увлечения. |
| 270
| The drag at any given station may depend more or
less upon altitude, local contour and the distribution of large masses of
land such as mountain ranges. |
Увлечение для каждого данного места может зависеть в
большей или меньшей степени от высоты, местного рельефа и распределения
больших масс земной поверхности, таких, как горные хребты. |
| 271
| The ether-drift experiments have never been made at
sea-level, nor, in fact, at any place except Mount Wilson, with sufficient
completeness to give accurate measures of the effects. |
Эксперименты по определению эфирного ветра никогда
не производились на уровне моря и вообще нигде, кроме Маунт Вилсон при
удовлетворительной полноте, достаточной для точного измерения эффекта. |
| 272
| The evidence now indicates that the drift at Mount
Wilson does not differ greatly in magnitude from that at Cleveland and that
at sea-level it would probably have about the same value. |
Имеющиеся результаты показывают, что эфирный ветер
на Маунт Вилсон не слишком сильно отличается по скорости от наблюдавшегося в
Кливленде и что на уровне моря он может быть примерно тем же. |
| 273
| |
|
| 274
| The reduction of the indicated
velocity of two hundred or more kilometers per second to the observed value
of ten kilometers per second may be explained on the theory of the
Lorentz-FitzGerald contraction without assuming a drag of the ether. |
Снижение измеренной скорости с 200 км/с или
большей до наблюдавшегося значения 10 км/с может быть объяснено также и
теорией сокращения, выдвинутой Лоренцом и Фицжеральдом, без предположения об
увлечении эфира. |
| 275
| 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 твердого тела и может быть или не быть в точности
пропорциональным квадрату относительной скорости Земли и эфира. |
| 276
| A very slight departure of the contraction from the
amount calculated by Lorentz would account for the observed effect. |
Весьма малое отклонение сокращения от количества,
вычисленного Лоренцом, может объяснить наблюдавшийся эффект. |
| 277
| A reexamination of the Morley-Miller experiments of
1902-1904 on the Lorentz-FitzGerald effect is now being made, with the
indication that the interpretation may be modified when taken in connection
with the large velocity of the solar system indicated by the observations of
1925. |
В настоящее время проводится пересмотр результатов
эксперимента Морли–Миллера 1902–1904 гг. по изучению эффекта
Лоренца–Фицжеральда с указанием на то, что интерпретация может быть изменена
в связи с учетом большой скорости Солнечной системы, определенной
наблюдениями 1925 г. |
| 278
| |
|
| 279
| It need hardly be said that the
determination of the absolute motion of the solar system from such
interferometer observations is one of considerable complexity. |
Нужно ли говорить, что определение
абсолютного движения Солнечной системы из таких интерферометрических
наблюдений — одно из чрезвычайно сложных занятий. |
| 280
| I am under obligation to Professor J. J. Nassau, of
the Department of Mathematics and Astronomy of Case School of Applied
Science, and to Dr. G. Strömberg, of the staff of the Mount Wilson
Observatory, who have given very great assistance in the analysis and in the
mathematical solutions of various parts of the problem. |
Я очень обязан проф. Дж. Дж. Нассау (J. J.
Nassau) из отдела математики и астрономии Кейсовской Школы прикладных
наук и д-ру Г. Штромбергу из штата обсерватории Маунт Вилсон, которые оказали
огромную помощь в анализе и математической обработке различных частей
проблемы. |
| 281
| |
|
| 282
| Note.— Since this paper was prepared,
a very complete series of observations involving 2,000 turns of the
interferometer has been made at Mount Wilson, corresponding to the epoch
February 8, 1926. |
Примечание. Пока подготавливалась эта работа,
на Маунт Вилсон была проведена весьма обширная серия наблюдений,
соответствующая эпохе 8 февраля 1926 г. и состоящая из 2000 оборотов интерферометра. |
| 283
| The general indications are that the latest
observations are entirely consistent with the report here made, though it is
possible that there will be slight modifications in the numerical results
when all observations are combined. |
Есть общие признаки того, что последние наблюдения
полностью соответствуют вышеизложенному отчету, хотя возможно, что будут
небольшие модификации в численных результатах, когда все наблюдения будут
обобщены. |
| 284
| A definitive numerical calculation will require
several months of continuous work and is now in progress. |
Подробные вычисления потребуют нескольких месяцев
продолжительной работы и в настоящее время находятся в процессе выполнения. |
| 285
| Dayton C. Miller Case School of Applied Science |
Дейтон К.Миллер. Кейсовская Школа прикладных наук. |
| 286
| |
|
| 287
| [1] Address of the president of the American
Physical Society, read at Kansas City, December 29, 1925. |
[1] Речь Президента американского физического
общества, прочитанная в Канзас-Сити 29 декабря 1925 г. |
| 288
| [2] Michelson and Morley, "Relative Motion of
the Earth and the Luminiferous Ether," Am. Jl. of Sci., 34, 333 (1887);
Phil. Mag., 24, 449 (1887); Jl de Phys., 7, 444 (1888). |
[2] Michelson and Morley, "Relative Motion of
the Earth and the Luminiferous Ether," Am. Jl. of Sci., 34, 333 (1887);
Phil. Mag., 24, 449 (1887); Jl de Phys., 7, 444 (1888). |
| 289
| [3] Morley and Miller, "An Experiment to detect
the Fitz-Gerald-Lorentz Effect," Phil. Mag., 9, 680 (1905); Proc. Am.
Acad. Arts and Sci, 41, 321 (1905); "On the Theory of Experiments to
detect Aberrations of the Second Degree," Phil Mag., 9, 669 (1905). |
[3] Morley and Miller, "An Experiment to detect
the Fitz-Gerald-Lorentz Effect," Phil. Mag., 9, 680 (1905); Proc. Am.
Acad. Arts and Sci, 41, 321 (1905); "On the Theory of Experiments to
detect Aberrations of the Second Degree," Phil Mag., 9, 669 (1905). |
| 290
| [4] Einstein, "Zur electrodynamik bewegter
Körper, Ann. der Physik, 17, 891 (1905). |
[4] Einstein, "Zur electrodynamik bewegter
Körper, Ann. der Physik, 17, 891 (1905). |
| 291
| [5] Miller, "Ether-drift Experiments at Mount
Wilson Observatory," Phys. Rev., 19, 407 (1922); Science, 55, 496
(1922). |
[5] Miller, "Ether-drift Experiments at Mount
Wilson Observatory," Phys. Rev., 19, 407 (1922); Science, 55, 496
(1922). |
| 292
| [6] February, 1920, Vol. 39, page 161. |
[6] February, 1920, Vol. 39, page 161. |
Перевод с англ. В.М.Вахнина. / Эфирный ветер, Сб. статей/Под ред.- В.А.Ацюковского. - М.: Энергоатомиздат, 1993, 2011. Редактирование перевода и параллельный текст: Р.Г.Чертанов