Dayton C. Miller.
Дейтон.К.Миллер.
Significance of the ether-drift experiments
Значение экспериментов по обнаружению эфирного ветра
of 1925 at Mount Wilson
в 1925 г. в обсерватории Маунт Вилсон
//Science, Vol. LXIII, April 30, 1926, No. 1635, pp.433-443
Dayton C. Miller. Significance of the ether-drift experiments of 1925 at Mount Wilson
//Science, Vol. LXIII, April 30, 1926, No. 1635, pp.433-443
{433} [1] The general acceptance of the theory
[1] Общее положение теории о том,
that light consists of wave motion
что свет является волновым движением
in a luminiferous ether
в светоносном эфире,
made it necessary to determine
приводит к необходимости определения
the essential properties of the ether
основных свойств эфира,
which will enable it
которые должны обеспечивать
to transmit the waves of light
распространение волн света
and to account for optical phenomena in general.
и объяснять другие оптические явления в целом.
The ether was at first presumed to
Вначале предполагалось, что эфир
fill all space,
заполняет все пространство,
even that occupied by material bodies,
даже то, которое занято телами,
and yet to allow all bodies to move through it
и что он допускает движение всех тел сквозь него
with apparent perfect freedom.
практически совершенно свободно.
The question of whether the ether is carried along
Вопрос о том, увлекается ли эфир
by the earth's motion
движением Земли,
has been considered from the early days
обсуждался, начиная с первых дней
of the wave theory.
волновой теории.
Theories of the ether are intimately associated
Теории эфира тесно связаны
with theories of the structure of matter,
с теориями структуры материи
and these are among the most fundamental
и находятся в числе наиболее фундаментальных основ
in the whole domain of physical science.
всех областей физической науки.
The discovery of the aberration of light, in 1728,
За открытием аберрации света в 1728 г.
was soon followed by an explanation according to the
вскоре последовало объяснение, связанное с
then accepted corpuscular theory of light.
принятой тогда корпускулярной теорией света.
The effect was attributed to a simple composition
Эффект приписывался простому сложению
of the velocity of light with the velocity of the earth in its orbit.
скорости света со скоростью орбитального движения Земли.
A second explanation was proposed,
Было предложено и другое объяснение,
based on the wave theory,
основанное на волновой теории,
which seemed almost as simple as the former,
которое казалось почти столь же простым, как и первое,
but it failed to account for the fact, later proved by experiment,
но оно оказалось не способным объяснить факт, позднее подтвержденный экспериментом,
that the aberration is unchanged
что аберрация не изменялась,
when observations are made with a telescope
если наблюдения производились телескопом,
filled with water.
заполненным водой.
Fresnel developed the theory
Френель предложил теорию,
which has been generally accepted,
которая стала общепринятой,
first, that the ether is at rest in free space
во-первых, что эфир неподвижен в свободном пространстве
and in opaque bodies,
и в непрозрачных телах,
while, second, in the interior of moving transparent bodies
а, во-вторых, внутри движущихся прозрачных тел
it is supposed to move with a velocity
предполагается его движение со скоростью,
less than the
velocity of the body in the ratio 
,
в раз меньшей, чем скорость движения тела
where n is the index of refraction.
(n — показатель преломления).
These two hypotheses give a complete
Эти две гипотезы давали полное
and satisfactory explanation of aberration;
и удовлетворительное объяснение аберрации;
the second is considered to have been proved
вторую предполагалось проверить
by the experiments of Fizeau
опытами Физо
and of Michelson and Morley
и Майкельсона–Морли
on the velocity of light in moving media;
по измерению скорости света в движущейся среде;
the first hypothesis,
первая гипотеза о том,
that of an ether at rest in space
что эфир покоится в пространстве
and in opaque bodies,
и в непрозрачных телах,
has always been in doubt.
всегда вызывала сомнение.
Several physicists have sought to prove
Некоторые физики пытались подтвердить
the existence of the stationary ether
существование стационарного эфира
by direct experiment.
прямыми экспериментами.
The most fundamental of such proposals
Наиболее фундаментальное из этих предложений
was that of Professor A. A. Michelson, made in 1881,
было сделано профессором А. А. Майкельсоном в 1881 г.
based upon the idea that the ether as a whole is at rest
Оно основано на идее, что эфир в целом неподвижен
and that light waves are propagated
и что волны света распространяются
in the free ether in any direction
в свободном эфире в любом направлении
and always with the same velocity
и всегда с той же самой скоростью
with respect to the ether.
по отношению к эфиру.
{434} It was also assumed
Оно также допускало,
that the earth in its orbital motion
что Земля в своем орбитальном движении
around the sun
вокруг Солнца
passes freely through this ether
проходит свободно через этот эфир,
as though the latter were
как если бы он был
absolutely stationary in space.
абсолютно неподвижен в пространстве.
The experiment proposed
Эксперимент был предложен
to detect a relative motion
для обнаружения относительного движения
between the earth and the ether,
Земли и эфира,
and it is this relative motion
и это то относительное движение,
which is often referred to as "ether-drift."
которое часто рассматривалось как «эфирный ветер».
The experiment is based upon the argument
Эксперимент основывался на том доводе,
that the apparent velocity of light would vary
что кажущаяся скорость света будет различной
according to whether
в зависимости от того,
the observer is carried by the earth
движется ли наблюдатель вместе с Землей
in the line in which the light is traveling
вдоль нанаправления распространения света
or at right angles to this line.
или перпендикулярно к нему.
The velocity of light is three hundred thousand kilometers per second,
Скорость света равна 300000 км/с,
while the velocity of the earth in its orbit is one ten thousandth part of this,
а скорость Земли на ее орбите составляет 1/10000 часть этого,
thirty kilometers per second.
то есть 30 км/с.
The actual motion of the earth
Истинное движение Земли
is at all times the resultant of the motion of the earth in its orbit,
есть в каждый момент времени результирующая движения Земли по ее орбите,
varying in direction
изменяющаяся по направлению
and having a velocity of thirty kilometers per second,
и имеющая скорость 30 км/с,
and of the constant motion of the sun
и постоянного движения Солнца
(including the whole solar system),
вместе со всей Солнечной системой
in an unknown direction
в неизвестном направлении
and with an unknown velocity.
и с неизвестной скоростью.
Therefore, the actual relative motion of the earth
Поэтому фактическое движение Земли
and ether is unknown,
относительно эфира неизвестно,
and it may be less than thirty kilometers per second
и оно может быть как меньшим 30 км/с,
or very much greater.
так и гораздо большим.
If it is assumed that the relative motion
Если допустить, что относительное движение Земли
is equal to that of the earth in its orbit,
равно ее движению по орбите,
and if it were possible to measure
и если бы оказалось возможным измерить
the direct effect of this motion
прямое влияние этого движения
on the apparent velocity of light,
на кажущуюся скорость света,
then the velocity measured in the line of motion
то тогда скорость, измеренная вдоль направления движения,
should differ from the apparent velocity
должна отличаться от кажущейся скорости,
at right angles to this line,
измеренной под прямым углом к этой линии,
by thirty kilometers per second, or by one part in ten thousand.
на 30 км/с или на 1/10.000.
This is what is called a "first order effect";
Это и есть то, что называлось «эффектом первого порядка»,
but, unfortunately, there is no known method
но, к несчастью, нет известного метода
of measuring the velocities under such simple conditions.
для измерения скоростей в столь простых условиях.
All methods require the ray of light to travel to a distant station
Все методы требуют, чтобы луч света распространялся до отдаленной точки
and back again to the starting point,
и вернулся обратно в стартовую точку
and a positive effect of the earth's motion on the ray going outward
и при этом положительное воздействие движения Земли на уходящий луч,
would be neutralized
должен был быть нейтрализованным
by a negative effect on the returning ray.
негативным эффектом в возвращающемся луче.
But, for a moving observer, it was shown
Однако показано, что для движущегося наблюдателя
that the neutralization would not be quite complete;
эта компенсация оказывается не абсолютно полной:
the apparent velocity of the ray
кажущаяся скорость луча,
going and coming
уходящего и возвращающегося
in the line of the earth's motion
вдоль направления движения Земли,
would differ from the apparent velocity of the ray
будет отличаться от кажущейся скорости луча,
going and coming
уходящего и возвращающегося
at right angles,
в перпендикулярном направлении,
in the ratio of the square of the velocity of the earth
на величину, пропорциональную квадрату отношения скорости Земли
to the velocity of light,
к скорости света,
that is, by an amount equal to one part in (10,000)2
то есть на (1/10.000) 2
or to one part in 100,000,000.
или на 1/100.000.000.
The only effect which can be experimentally determined, therefore,
Таким образом, единственный эффект, который может быть экспериментально обнаружен,
is exceedingly minute; it is a "second order effect."
есть ничтожный «эффект второго порядка».
A remarkable instrument
Замечательный инструмент,
known as the "interferometer,"
известный как «интерферометр»,
which had been invented by Professor Michelson,
изобретенный профессором Майкельсоном,
is capable of detecting a change in the velocity of light of the small amount
способен обнаружить это малое изменение скорости света,
involved in ether drift.
связанное с эфирным ветром.
In this experiment a beam of light
В этом эксперименте луч света
is literally split in two
буквально расщепляется на два луча
by a thin film of silver,
с помощью тонкой пленки серебра,
on what is called the "half-silvered mirror";
которую называют «полупрозрачным зеркалом»;
the coating of silver is thin enough
серебряное покрытие достаточно тонкое,
to allow about half of the light
чтобы позволить примерно половине светового потока
to pass straight through,
пройти через нее,
while the other half
в то время как другая половина
is reflected in the usual manner.
отражается как обычно.
These two beams of light
Эти два луча
may thus be made to travel paths
могут, таким образом, быть направлены по путям
at right angles to each other.
во взаимно перпендикулярных направлениях.
At the end of the desired path
На конце требуемого пути
each beam is reflected back upon itself
каждый луч отражается обратно
and the two come together where they first separated.
и соединяются там, где они были первоначально расщеплены.
If the two paths are optically equal,
Если оба отрезка пути оптически равны,
that is, if there are exactly the same number of wavelengths of light in each,
то есть если количество волн в обоих путях в точности одинаково,
the reunited portions will blend with the waves in concordance.
то соединившиеся лучи наложатся при совпадении фаз обеих волн.
If, however,
Если же, напротив,
one path is a half-wave longer than the other,
один из путей будет на половину волны длиннее другого,
the waves will come together in "opposite phase,"
то волны соединяются в противофазе,
the crest of one
так что «вершина» одной волны
coinciding with the trough of the other.
совпадает со «впадиной» другой.
These and other phase relations between the two rays
Эти и другие фазовые соотношения между двумя лучами
produce effects called "interference fringes,"
создают эффект, называемый «интерференционными полосами»,
observation of which enables one to detect slight changes
наблюдение которых позволяет определить незначительное изменения
in the velocity of light in the two paths.
скорости света для двух путей.
In the year 1887, at Case School of Applied Science, in Cleveland,
В 1887 году в Кейсовской школе прикладных наук в Кливленде
Professor Michelson, in collaboration
проф. Майкельсон , при участии
with the late Professor Edward W. Morley,
ныне покойного проф. Эдварда В.Морли
of Western Reserve University,
из Западного резервного университета
made certain important developments of method
выполнил некоторые важные усовершенствования метода
and apparatus and used the interferometer
и прибора и использовал интерферометр
in the now famous "Michelson-Morley experiment,"
для знаменитого теперь «эксперимента Майкельсона – Морли»
in an effort to determine
в попытке определить,
whether the motion of the earth through space produces
оказывает ли движение Земли в пространстве
the effect upon the velocity of light as predicted by theory.
влияние на скорость света, предсказанное теорией.
Unfortunately we do not know
К несчастью, мы не знаем,
in what absolute direction the earth is going
в каком абсолютном направлении движется Земля,
and so it is not possible
и, следовательно, невозможно
to place the interferometer certainly in this direction.
ориентировать интерферометр точно в этом направлении.
Therefore, the whole apparatus is mounted on a base which floats on mercury
Поэтому весь аппарат был смонтирован на основании, плавающем в ртути
so that it can be turned to all azimuths of the horizontal plane of observation
так, чтобы он мог быть повернут в горизонтальной плоскости наблюдения на любой азимут,
in the effort to find the direction of the drift.
чтобы попытаться определить направление ветра.
The rotation of the earth on its axis
Вращение Земли вокруг своей оси
causes the plane of the interferometer to move
является причиной движения плоскости интерферометра
as though it were on the surface of a rotating cone,
так, как если бы эта плоскость была на поверхности вращающегося конуса,
the axis of which coincides with that of the earth
ось которого совпадает с осью вращения Земли,
and thus to take many different space orientations.
и, таким образом, занимает различные ориентации в пространстве.
It is only that component of the actual drift
Это только та составляющая фактического ветра,
which lies in the plane of the interferometer
лежащая в плоскости интерферометра
at the moment of observation which can be observed.
на момент наблюдения, которая может наблюдаться.
Therefore, the apparent azimuth and magnitude of the drift
Поэтому кажущиеся азимут и величина эфирного ветра
should change with the time of observation.
должны меняться в зависимости от времени наблюдения.
The full significance of the ether-drift experiments of 1925
Полное значение экспериментов 1925 г. по обнаружению эфирного ветра
can be presented only by considering the interpretations
может быть представлено только принимая во внимание интерпретации,
given to the experiments made previously.
данные прежним экспериментам.
For this reason a historical summary of all the experiments will be given.
Поэтому необходимо сделать исторический обзор этих экспериментов.
In July, 1887, Michelson and Morley
В июле 1887 г. Майкельсон и Морли
made six sets of observations for the ether-drift effect,
выполнили шесть серий наблюдений эфирного ветра —
one at noon and one at six o'clock in the evening, on each of three days, July 8, 9 and 11.
одна - в полдень и другая - в 18 часов вечера, в каждый их трех дней 8, 9 и 11 июля.
This constitutes the whole of the observations
Это и есть все наблюдения,
made by Michelson and Morley.
сделанные Майкельсоном и Морли.
In November, 1887, they announced their conclusions as follows:
В ноябре 1887 года они опубликовали следующее заключение:
"Considering the motion of the earth in its orbit only ...
«…с учетом только движения Земли по орбите…
the observations show that the relative motion of the earth and the ether
наблюдения показали, что относительное движение Земли и эфира,
is probably less {435} than one sixth of the earth's orbital velocity
вероятно, меньше 1/6 орбитальной скорости Земли,
and certainly less than one fourth."[2] (That is, it is less than seven and one half kilometers per second.)
и безусловно меньше, чем 1/4.» [2] Это значит, меньше, чем 7,5 км/с.
It is to be noted
Следует отметить,
that this experiment was designed and carried out
что эти эксперименты были разработаны и проведены
solely to detect the influence
только для того, чтобы определить влияние
of the earth's orbital motion,
орбитального движения Земли,
which should have different values
которое должно иметь различные значения
at the two times of day
для двух моментов времени суток,
chosen for observation,
выбранных для наблюдения,
and that the smallest quantity
и что минимальное значение,
which could be measured with certainty
которое могло быть уверенно измерено,
was one fourth of the expected effect.
составляло 1/4 ожидаемого эффекта.
In 1895, Lorentz and FitzGerald suggested
В 1895 г. Лоренц и Фицжеральд предположили,
that the motion of translation
что движения, связанные с перемещением
of a solid through the ether
сплошного тела сквозь эфир,
might produce a contraction
могут приводить к сокращению их размеров
in the direction of the motion,
в направлении движения
with extension transversely,
и увеличению размеров в перпендикулярном направлении,
the amount of which is proportional to the square of the ratio of the velocities of translation and of light,
величина которых пропорциональна квадрату отношения скорости перемещения и света,
and which might have a magnitude such as to annul
и которые могут иметь величину, обнуляющую
the effect of the ether-drift
эффект эфирного ветра
in the Michelson-Morley interferometer.
в интерферометре Майкельсона–Морли.
The optical dimensions of this instrument
Оптические размеры этого инструмента
were determined by the base of sandstone
определялись базой из песчаника,
on which the mirrors were supported.
на которой были закреплены зеркала.
If the contraction depends upon the physical properties of the solid,
Если бы сокращения размеров зависели от физических свойств сплошного тела,
it was suggested that pine timber
то можно было бы предполагать, что сосновая балка
would suffer greater compression than sandstone,
испытает большее сокращение, чем песчаник,
while steel might be compressed in a lesser degree.
а сталь сократится в меньшей степени.
If the compression annuls the expected effect in one apparatus,
Если сокращение «обнуляет» эффект в одном аппарате,
it might in another apparatus give place to an effect other than zero,
то в другом будет возникать эффект, отличающийся от нуля
perhaps with the contrary sign.
и, возможно, имеющий другой знак.
The writer, in collaboration with Professor Morley,
Автор в сотрудничестве с профессором Морли
constructed an interferometer
сконструировал интерферометр,
about four times as sensitive
примерно в четыре раза более чувствительный,
as the one used in the first experiment,
чем тот, который был использован в первом эксперименте,
having a light path of 214 feet,
имея длину светового пути 214 футов (65,23 м),
equal to about 130,000,000 wave-lengths.
что равно примерно 130.000.000 длинам волн.
In this instrument a relative velocity of the earth and ether
В этом инструменте относительная скорость Земли и эфира,
equal to the earth's orbital velocity
равная скорости орбитального движения Земли,
would be indicated by a displacement of the interference fringes
должна индицироваться смещением интерференционных полос
equal to 1.1 fringes.
равным 1,1 полосы.
This is the size of the instrument
Это – размеры инструмента,
which has been used ever since.
который использовался до настоящего времени.
The optical parts were all new
Оптические пути были полностью обновлены,
and nothing was used from the original apparatus
и от оригинального аппарата не было использовано ничего,
excepting the mercury tank and its wooden float.
кроме ртутной ванны и деревянного поплавка.
Such an instrument with a base made of planks of pine wood
Такой инструмент с базой из сосновых досок
was used at Cleveland, in 1902, 1903 and 1904,
использовался в Кливленде в 1902, 1903 и 1904 гг.
for the purpose of directly testing the Lorentz - FitzGerald effect,
в целях прямой проверки эффекта Лоренца – Фицжеральда,
but the changes in the wooden frame due to the variations in humidity and temperature
но изменения в деревянной раме от изменений влажности и температуры
made it difficult to obtain accurate observations.
делали получение точных наблюдений затруднительным.
A new supporting frame was designed by Professor F. H. Neff, of the Department of Civil Engineering of Case School of Applied Science,
Профессором Ф. Г. Неффом из отделения Гражданского инженерного строительства Кейсовской школы прикладных наук была разработана новая поддерживающая рама.
the purpose being to secure both symmetry and rigidity.
Цель разработки заключалась в обеспечении как симметрии, так и жесткости.
This frame, or base, was made of structural steel
Эта рама, или база, была выполнена из конструкционной стали
and was so arranged that the optical dimensions
и имела такую конструкцию, что оптический размер
could be made to depend upon distance-pieces of wood,
мог зависеть и от деревянных распорок,
or upon the steel frame itself.
и от самой стальной рамы.
Observations were made with this apparatus in 1904.
Наблюдения с использованием этого инструмента проводились в 1904 г.
The procedure was based upon the effect to be expected
Программа опыта ориентировалась на ожидание эффекта
from the combination of the diurnal and annual motions of the earth
от комбинаций суточного и годового движения Земли
together with the presumed motion of the solar system
вместе с предполагаемым движением Солнечной системы
towards the constellation Hercules with a velocity of 17.7 kilometers per second.
в направлении созвездия Геркулеса со скоростью 17,7 км/с.
On the dates chosen for the observations there were two times of the day
В выбранные для наблюдения дни было два периода суток,
when the resultant of these motions would lie in the plane of the interferometer,
когда результирующая этих движений должна была лежать в плоскости интерферометра,
about 11:30 o'clock, A. M., and 9:00 o'clock, P. M.
— около 11:30 и около 21:00 .
The calculated azimuths of the motion would be different for these two times.
Рассчитанные азимуты движения должны были быть различными для этих двух периодов.
The observations at these two times were, therefore, combined in such a way
Поэтому наблюдения в эти два периода комбинировались так,
that the presumed azimuth for the morning observations
чтобы ожидаемый азимут утреннего наблюдения
coincided with that for the evening.
совпадал с таковым для вечернего.
The observations for the two times of day
Наблюдения для обоих периодов суток
gave results having positive magnitudes
давали положительные результаты по величине,
but having nearly opposite phases;
но с приблизительно противоположными фазами;
when these were combined, the result was nearly zero.
когда они совмещались, итог был близок к нулю.
The result, therefore, was opposed to the theory then under consideration;
Поэтому полученный результат противоречил рассматривавшимся тогда теориям.
but according to the ideas
Однако в соответствии с идеями,
which will be set forth later in this address
которые будут изложены далее в этом докладе,
it now seems that the superposition
теперь представляется, что наложение
of the two sets of observations of different phases
двух групп наблюдений с различными фазами
was based upon an erroneous hypothesis
было основано на ошибочной гипотезе
and that the positive results then obtained
и что полученный тогда положительный результат
are in accordance with a new hypothesis
оказывается в согласии с новой гипотезой
as to the solar motion.
движения Солнца.
Our report of these experiments
Наш отчет об этих экспериментах,
published in the Philosophical Magazine
опубликованный в «Philosophical Magazine»
for May, 1905,
за май 1905 г.
concludes with the following statement:
заканчивался следующим утверждением:
"Some have thought that this experiment only proves
«Некоторые думают, что этот эксперимент только подтверждает,
that the ether in a certain basement room
что эфир в данном подвальном помещении
is carried along with it.
перемещается вместе с ним.
We desire therefore to place the apparatus
Поэтому мы собираемся разместить аппарат
on a hill
на возвышенности,
to see if an effect can be there detected."[3]
чтобы посмотреть, нельзя ли обнаружить эффект там»[3].
In the autumn of 1905, Morley and Miller
Осенью 1905 г. Морли и Миллер
removed the interferometer from the laboratory basement
переместили интерферометр из подвала лаборатории
to a site on Euclid Heights, Cleveland,
на место на Евклидовых высотах в Кливленде,
free from obstruction by buildings, and having an altitude
свободное от помех со стороны зданий, и расположенный на высоте
of about three hundred feet above Lake Erie
примерно 300 футов (91,4 м) над уровнем озера Эри
and about eight hundred and seventy feet above sea-level.
и примерно 870 футов (265,2 м) над уровнем моря.
Five sets of observations were made in 1905-1906,
В 1905 — 1906 гг. было проведено пять групп наблюдений,
which give a definite positive effect
которые дали ясный положительный результат,
of about one tenth of the then "expected" drift.
составляющий около 1/10 ожидаемого тогда эфирного ветра.
There was a suspicion
Возникали подозрения,
that this might be due to a temperature effect,
что это вызывалось температурными эффектами,
though there was no direct evidence of this.
хотя прямых свидетельств тому не было.
A plan was made for putting this surmise to the test
Планировалось проверить это предположение
after a summer's vacation.
после летних каникул.
We had erected the interferometer on land
Мы установили интерферометр на земле,
owned by a friend;
принадлежащей нашему другу;
during our vacation absence, the land was sold
но за время нашего отсутствия во время каникул земля была продана,
and the new owner ordered the immediate removal of the interferometer.
и новый владелец потребовал немедленно убрать интерферометр.
Professor Morley retired from active work in 1906
Проф. Морли отошел от активной деятельности в 1906 г.,
and it devolved upon the present writer to continue the experiments.
и это возложило на меня обязанности по продолжению экспериментов.
{436} It seemed desirable that further observations should be carried out at a much higher altitude,
Следующие эксперименты хотелось провести на значительно большей высоте,
but numerous causes prevented the resumption of observations.
но возобновлению наблюдений препятствовали многочисленные причины.
It was at this time that Einstein became interested;
Эйнштейн заинтересовался этой темой в это же время,
and in November, 1905, he published a paper on "The Electrodynamics of Moving Bodies."[4]
и в ноябре 1905 г. он опубликовал статью «Электродинамика движущихся тел» [4].
This paper was the first of a long series of papers
Эта статья была первой из длинного ряда статей
and treatises by Einstein and others,
и научных трудов Эйнштейна и других авторов,
which has developed into the present theory of relativity.
которые развились в современную теорию относительности.
In this first paper, Einstein states the principle
В этой первой статье Эйнштейн ввел принцип
of the constancy of the velocity of light,
постоянства скорости света,
postulating that for an observer
постулировав, что для наблюдателя,
on the moving earth,
находящегося на движущейся Земле,
the measured velocity of light must be constant,
измеренная скорость света должна быть неизменной,
regardless of the direction or amount of the earth's motion.
независимо от направления и скорости движения Земли.
The whole theory was related to physical phenomena,
Вся теория была отнесена к физическим явлениям
largely on the assumption
и в наибольшей степени – к предположению,
that the ether-drift experiments of Michelson, Morley and Miller
что опыты Майкельсона, Морли и Миллера
had given a definite and exact null result.
дали определенный и точно нулевой результат.
The deflection of light from the stars by the sun, as predicted by the theory of relativity,
Предсказанное теорией относительности отклонение света звезд Солнцем
was put to the test at the time of the solar eclipse of 1919.
было проверено во время солнечного затмения в 1919 г.
The results were widely accepted as confirming the theory.
Результаты были широко признаны как подтверждающие теорию.
This revived the writer's interest in the ether-drift experiments,
Это возобновило интерес автора к экспериментам по эфирному ветру,
the interpretation of which had never been acceptable to him.
интерпретация результатов которого никогда не была приемлемой для него.
///
The site of the Mount Wilson Observatory,
Обсерватория Маунт Вилсон
near Pasadena, California,
вблизи Пассадены, Калифорния,
at an elevation of about six thousand feet,
на высоте около 6000 футов (1829 м),
appeared to be a suitable place for further trials.
оказалась подходящим местом для дальнейших
испытаний.
An elaborate program of experimentation was prepared,
Была тщательно подготовлена программа эксперимента
and ample funds to cover the very considerable expense involved
и найдены фонды, вполне достаточные для того, чтобы покрыть весьма значительную стоимость выполнения программы; фонды
were very generously provided by Mr. Eckstein Case, of Cleveland.
были очень любезно предоставлены мистером Экштейном Кейсом из Кливленда.
The president and trustees
Президент и попечитель
of Case School of Applied Science
Кейсовской Школы прикладных наук
gave every possible assistance
оказал всю возможную помощь,
by allowing leave of absence to the writer at such times
разрешив автору отсутствовать столько времени,
as were desirable for making the experiments
сколько нужно для проведения экспериментов
and by providing an assistant
и выделив ассистента
for carrying on the very laborious work
для выполнения очень объемной работы
of calculating and analyzing the observations.
по вычислениям и обработке наблюдений.
Through the kindness of President Merriam,
Благодаря любезности президента Мерриама
of the Carnegie Institution of Washington,
из Института Карнеги в Вашингтоне
and of Directors Hale and Adams,
и директоров Хейла и Адамса
the ether-drift experiments
эксперименты по эфирному ветру
have been carried on
проводились
at the Mount Wilson Observatory
в обсерватории Маунт Вилсон
during the past five years.
в течение прошедших пяти лет.
Observations were begun in March, 1921,
Наблюдения начались в марте 1921 г.
using the apparatus and methods
с использованием аппаратуры и методики,
employed by Morley and Miller
разработанной Морли и Миллером
in 1904, 1905 and 1906,
в 1904, 1905 и 1906 гг.
with certain modifications and developments in details.
с некоторыми модификациями и улучшениями в деталях.
The very first observation gave a positive effect
Самое первое наблюдение дало положительный результат,
such as would be produced by a real ether-drift,
который мог быть произведен реальным эфирным ветром,
corresponding to a relative motion of the earth and ether
соответствующим относительной скорости эфира и Земли,
of about ten kilometers per second.
примерно равной 10 км/с.
But before announcing such a result
Но прежде, чем сообщить о таком результате,
it seemed necessary to study every possible cause
казалось необходимым изучить все возможные причины,
which might produce a displacement of fringes
которые могли дать смещение полос,
similar to that caused by ether-drift;
похожее на то, которое должен был создать эфирный ветер.
among the causes suggested were magneto-striction and radiant heat.
Среди причин предполагались магнитострикция и тепловое излучение.
In order to test the latter
Чтобы проверить последнее,
the metal parts of the interferometer
металлические части интерферометра
were completely covered with cork
были полностью покрыты слоем пробки
about one inch thick,
толщиной примерно 1 дюйм (2,54 см),
and fifty sets of observations were made
и было проведено 50 групп наблюдений,
showing a periodic displacement of the fringes,
показавших периодическое смещение полос,
as in the first observations,
как и в первых наблюдениях.
thus showing that radiant heat
Это показало, что тепловое излучение
is not the cause of the observed effect.
не является причиной наблюдаемого эффекта.
In the summer of 1921
Летом 1921 г.
the steel frame of the interferometer
стальная рама интерферометра
was dismounted
была демонтирована
and a base of one piece of concrete,
и монолитная база из бетона
reinforced with brass,
с латунной арматурой
was cast in place on the mercury float.
была отлита на месте на ртутном плоту.
All the metal parts were made of aluminum or brass,
Все металлические части были сделаны из алюминия или латуни,
thus the entire apparatus was free from magnetic effects
так что весь аппарат был свободен от магнитных эффектов,
and the possible effects due to heat were much reduced.
а возможные тепловые эффекты были существенно уменьшены.
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.
These show a positive effect
Они дали положительный эффект,
as of an ether drift,
как от эфирного ветра,
which is entirely consistent with the observations of April, 1921.
который полностью соответствовал наблюдениям апреля 1921 г.
Many variations of incidental conditions were tried at this epoch.
В этот период были проверены многочисленные вариации побочных условий.
Observations were made with rotations of the interferometer
Наблюдения проводились при вращении интерферометра
clockwise and counter-clockwise,
по часовой стрелке и против нее,
with a rapid rotation and a very slow rotation,
как при быстром, так и при очень медленном вращении,
with the interferometer extremely out of level,
при чрезвычайной разбалансировке интерферометра,
due to the loading of the float on one side.
создаваемой нагружением плота на одной стороне.
Many variations of procedure in observing and recording were tried.
Было испробовано множество вариантов процедур наблюдений и регистрации.
The results of the observations were not affected
Результаты наблюдений не зависели
by any of these changes.[5]
от любых этих изменений [5].
The entire apparatus was returned to the laboratory in Cleveland.
Аппарат был возвращен в лабораторию в Кливленд.
During the years 1922 and 1923
В течение 1922 и 1923 гг.
many trials were made
было проведено множество испытаний
under various conditions
при различных условиях,
which could be controlled
которые можно было контролировать,
and with many modifications
и со многими модификациями
of the arrangements of parts in the apparatus.
расположения частей аппарата.
An arrangement of prisms and mirrors
Расположение призм и зеркал
was made so that the source of light
было сделано таким, чтобы источник света
could be placed outside of the observing room,
мог быть размещен вне помещения, в котором проводились наблюдения,
and a further complication of mirrors
а последующее усовершенствование зеркал
was tried for observing the fringes
было выполнено так, чтобы можно было наблюдать интерференционные полосы
from a stationary telescope.
с помощью стационарного телескопа.
Methods of photographic registration by means of a motion picture camera were tried.
Были испробованы методы кинематографической регистрации.
Various sources of light were employed,
Применялись различные источники света,
including sunlight and the electric arc.
в том числе электрическая дуга и солнечный свет.
Finally an arrangement was perfected
В конце концов, устройство было усовершенствовано так,
for making observations with an astronomical telescope
что наблюдения могли проводиться с помощью астрономического телескопа
having an objective of five inches aperture
с пятидюймовой апертурой
and a magnification of fifty diameters.
и 50-кратным увеличением.
The source of light adopted was a large acetylene lamp
В качестве источника света использовалась большая ацетиленовая лампа,
of the kind commonly used for automobile headlights.
такого типа, который обычно применяется в автомобильных фарах.
An extended series of experiments was made
Была проведена обширная серия экспериментов
to determine the influence
для обнаружения влияния
of inequality of temperature
неравенства температуры
and of radiant heat,
и теплового излучениея,
and various insulating covers were provided
опробованы многие различные изолирующие материалы
for the base of the interferometer
для базы интерферометра
and for the light path.
и его световых путей.
These experiments proved
Эти эксперименты подтвердили,
that under the conditions of actual observation
что в условиях реальных наблюдений
the periodic displacement
периодическое смещение
could not possibly be produced by temperature effects.
не могло быть вызвано температурными эффектами.
{437} An extended investigation in the laboratory demonstrated
Расширенные лабораторные эксперименты показали,
that the full-period effect
что полнопериодический эффект,
mentioned in the preliminary report of the Mount Wilson observations
упоминавшийся в предварительном сообщении о наблюдениях на Маунт Вилсон,
is a necessary geometrical consequence
является непременным геометрическим следствием
of the adjustment of mirrors
такого расположения зеркал,
when fringes of finite width are used
при котором используются интерференционные полосы конечной ширины,
and that the effect vanishes only for fringes of infinite width,
и что эффект исчезает только для полос бесконечной ширины,
as is presumed in the simple theory of the experiment.
как это и предполагалось в простой теории эксперимента.
In July, 1924, the interferometer was taken again
В июле 1924 г. интерферометр снова был доставлен
to Mount Wilson and mounted on a new site
на Маунт Вилсон и смонтирован на новом месте,
where the temperature conditions were more favorable
где температурные условия были более благоприятны,
than those of 1921.
чем таковые в 1921 г.
The interferometer house was also mounted with a different orientation.
Дом, в котором находился интерферометр, также был установлен с иной ориентацией.
Again the observations showed
Снова наблюдения показали
a real periodic displacement of the fringes,
реальное периодическое смещение полос,
as in all the observations previously made at Mount Wilson and at Cleveland.
такое же, как и во всех наблюдениях, сделанных ранее на Маунт Вилсон и в Кливленде.
In spite of long-continued efforts
Несмотря на продолжительные усилия,
it was impossible to account for these effects
оказалось невозможным считать эти эффекты
as being due to terrestrial causes
следствием земных причин
or to experimental errors.
или экспериментальных ошибок.
Very extended calculations were made
Были проведены очень обширные вычисления
in the effort to reconcile the observed effects
с целью попытаться согласовать наблюдаемый эффект
with the accepted theories of the ether
с имеющимися теориями эфира
and of the presumed motions of the earth in space.
и с предполагаемым движением Земли в пространстве.
The observations were repeated at certain epochs
Наблюдения повторялись в различные эпохи,
to tests one after another of the hypotheses which were suggested.
чтобы проверить одну за другой выдвигаемые гипотезы.
At the end of the year 1924,
В конце 1924 г.,
when a solution seemed impossible,
когда решение казалось уже невозможным,
a complete calculation of the then expected effects, for each month of the year, was made for the first time.
был впервые сделан полный расчет ожидаемого эффекта для каждого месяца года.
This indicated that the effect should be a maximum
Он показал, что смещение полос должно быть максимальным
about April first,
около 1 апреля
and further that the direction of the effect should,
и, более того, что направление эффекта должно,
in the course of the twenty-four hours of the day,
на протяжении 24 часов в сутки,
rotate completely around the horizon.
оборачиваться полностью вокруг горизонта.
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.
The effect was equal in magnitude to the largest so far observed;
Эффект был по величине равен наибольшему из ранее наблюдавшихся,
but it did not point successively to all points of the compass,
но он не указывал последовательно на все направления компаса,
that is, it did not point in directions 90° apart at intervals of six hours,
то есть он не изменял направления по азимуту на 90° на интервалах по 6 ч
nor point in opposite directions at intervals of twelve hours.
и не изменял ориентацию на противоположную на интервалах в 12 ч (как предполагалось — В.А.).
Instead of this, the direction merely oscillated
Вместо этого направление лишь колебалось
back and forth through an angle of about 60°,
вперед и назад на угол примерно в 60°,
having, in general, a northwesterly direction.
имея, в общем, северо-западное направление.
Previous to 1925, the Michelson-Morley experiment
До 1925 г. эксперимент Майкельсона–Морли
has always been applied to test a specific hypothesis.
всегда был направлен на проверку конкретной гипотезы.
The only theory of the ether which has been put to the test
Единственная теория эфира, которая подвергалась проверке,
is that of the absolutely stationary ether
была связана с абсолютно неподвижным, стационарным эфиром,
through which the earth moves without in any way disturbing it.
сквозь который Земля двигалась, не возмущая его.
To this hypothesis the experiment gave a negative answer.
По отношению к этой гипотезе эксперимент дал отрицательный ответ.
The experiment was applied to test
Эксперимент был направлен на проверку
the question only in connection with specific assumed motions of the earth, namely,
только вполне специфического предположения о характере движения Земли, а именно:
the axial and orbital motions combined with a constant motion of the solar system
осевого и орбитального движения вместе с постоянным движением Солнечной системы
towards the constellation Hercules with the velocity of about nineteen kilometers per second.
по направлению к созвездию Геркулеса со скоростью около 19 км/с.
The results of the experiment did not agree with these presumed motions.
Результаты эксперимента не совпали с этим предполагаемым движением.
The experiment was applied to test the Lorentz-FitzGerald hypothesis
Эксперимент был также ориентирован на проверку гипотезы Лоренца – Фицжеральда
that the dimensions of bodies are changed by their motions through the ether;
о сокращении размеров тел при движении сквозь эфир;
it was applied to test the effects of magneto-striction,
проверялись также эффекты магнитострикции,
of radiant heat
теплового излучения
and of gravitational deformation of the frame of the interferometer.
и гравитационные деформации рамы интерферометра.
Throughout all these observations,
На протяжении всех этих наблюдений,
extending over a period of years,
занимавших годы,
while the answers to the various questions have been "no,"
пока ответ на различные вопросы был «нет»,
there has persisted a constant and consistent small effect
сохранялся постоянный и устойчивый малый эффект,
which has not been explained.
который не был объяснен.
The ether-drift interferometer
Эфирно–ветровой интерферометр
is an instrument
— это инструмент,
which is generally admitted
который, как общепризнано,
to be suitable for determining
предназначен для определения
the relative motion
относительного движения
of the earth and the ether,
Земли и эфира,
that is, it is capable of indicating
то есть он способен показать
the direction and the magnitude
направление и скорость
of the absolute motion
абсолютного движения
of the earth and the solar system in space.
Земли и Солнечной системы в пространстве.
If observations were made
Если наблюдения проводились
for the determination of such an absolute motion,
для определения такого абсолютного движения,
what would be the result,
что могло бы быть результатом,
independent of any "expected" result?
не зависящим от «ожидаемого» результата?
For the purpose of answering this general question,
Для ответа на этот главный вопрос
it was decided to make more extended observations
было решено провести расширенные наблюдения
at other epochs in 1925,
в другие эпохи в 1925 г.,
and this was done in the months of July, August and September.
и это было сделано в июле, августе и сентябре.
It may be asked:
Можно спросить,
why was not such a procedure adopted before?
почему это не было сделано раньше?
The answer is, in part,
Ответом является, в частности,
that we were concerned with the verification
то, что мы были озабочены проверкой
of certain predictions
определенных предсказаний
of the so-called classical theories;
так называемой классической теории,
and in part that it is not easy
и отчасти то, что нелегко
to develop a new hypothesis,
создать новую гипотезу,
however simple,
хотя бы простейшую,
in the absence of direct indication.
в отсутствие прямых к этому указаний.
Probably a considerable reason for the failure
Возможно, что существенной причиной этой неудачи
is the great difficulty
является огромная трудность,
involved in making the observations
связанная с осуществлением наблюдений
at all times of day
во все время суток
at any one epoch.
и в любую из эпох.
I think I am not egotistical,
Я думаю, что я не эгоцентричен,
but am merely stating a fact
но я просто констатирую факт,
when it is remarked
когда он оказывается замечен,
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.
что во всех научных работах, в которых я участвовал, наблюдения эфирного ветра наиболее утомительны и изнуряющи, из-за физического, умственного и нервного напряжения.
The mere adjustment of an interferometer for white-light fringes
Простая настройка интерферометра на полосы в белом свете
and the keeping of it in adjustment, when the light path is 214 feet,
и поддержание этой настройки, когда путь света равен 214 футам (65,23 м)
made up of sixteen different parts,
состоит из 16 различных участков
and when it is in effect in the open air,
и когда это осуществляется на открытом воздухе,
requires patience as well as a steady "nerve" and a steady hand.
требует терпения, так же как и крепких нервов и твердой руки.
Professor Morley once said,
Профессор Морли однажды сказал:
"Patience is a possession
«Терпеливость — это качество,
without which no one is likely
без которого нельзя
to begin observation of this kind."
приступать к наблюдениям этого типа».
The observations must be made in the dark;
Наблюдения должны проводиться в темноте:
in the daytime, the interferometer house
в дневное время помещение, в котором находился интерферометр,
is darkened with black paper shades;
затемнялось черной бумагой;
the observations must be made in a temperature which is exactly that of the out-of-door air;
наблюдения должны проводиться при точном совпадении температуры в помещении и снаружи;
the observer has to walk around a circle
наблюдатели должны ходить по кругу
about twenty feet in diameter,
диаметром примерно 20 футов (6,1 м),
keeping his eye at the moving eyepiece of the telescope
держа глаза у движущегося объектива телескопа,
attached to the interferometer
прикрепленного к интерферометру,
which is floating on mercury
который плавает в ртутной ванне
and is turning on its axis steadily,
и равномерно вращается вокруг своей оси
at the rate of about one turn a minute;
с частотой около одного оборота в минуту;
the observer must not touch the interferometer in any way,
наблюдатель ни в коем случае не должен прикасаться к телескопу
and yet he must never lose sight of the interference fringes,
и в то же время не должен терять из виду интерференционные полосы,
which are seen only through the small {438} aperture of the eyepiece of the telescope,
которые видны только через малое отверстие объектива телескопа,
about a quarter of an inch in diameter;
примерно 1/4 дюйма (около 6,5 мм) в диаметре;
the observer makes sixteen readings
наблюдатель делает 16 отсчетов
of the position of the interference fringes in each turn,
положения интерференционных полос за каждый оборот
at times indicated by an electrical clicker;
в моменты, отмечаемые электрическим звуковым устройством,
these operations must be continued without a break through a set of observations,
эти операции должны продолжаться без перерыва во время серии наблюдений
which usually lasts for about fifteen or twenty minutes,
которая обычно длится примерно 15–20 минут
and this is repeated continuously
и это повторяется постоянно
during the several hours of the working period.
в течение нескольких часов рабочего периода.
When observations are in progress
Когда проводятся наблюдения,
the interferometer to which the observing telescope is attached
интерферометр с укрепленным на нем телескопом
is caused to rotate on the mercury float
приводится во вращается на ртутном плоту,
so that the telescope points successively
так что телескоп направляется поочередно
to all points of the compass,
на все направления по компасу,
that is, it points to all azimuths.
то есть, он указывает на все азимуты.
A relative motion of the earth and the ether
Относительное движение Земли и эфира
should cause a periodic displacement
должно вызывать периодическое смещение
of the interference fringes,
интерференционных полос:
the fringes moving first to one side
они сначала должны сместиться в одну сторону,
and then to the other
а затем – в противоположную
as referred to a fiducial point in the field of view,
по отношению к принятой за основу сравнения точке в поле зрения,
with two complete periods in each rotation of the instrument.
с двумя полными периодами за каждый оборот инструмента.
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.
The azimuth of the line of sight
Азимут линии зрения,
when the displacement is a maximum
при котором смещение максимально,
having been noted at two different times of day,
отмечался в два различных периода времени дня,
it is a simple operation to calculate
это простая операция для вычисления
the right ascension and declination,
прямого восхождения и склонения,
or the "apex" of the presumed "absolute" motion of the earth in space.
или «апекса» предполагаемого «абсолютного» движения Земли в пространстве.
The determination of the direction of the earth's motion
Определение направления движения Земли
is dependent only upon the direction in which the telescope points
связано только с направлением ориентации телескопа,
when the observed displacement of the fringes is a maximum;
когда наблюдаемое смещение полос максимально;
it is in no way dependent
оно ни в какой степени не зависит
upon the amount of this displacement
ни от величины этого смещения
nor upon the adjustment of the fringes
ни от настройки полос
to any particular zero position.
на какую-либо частную «нулевую» позицию.
As the readings are taken at intervals
Поскольку отсчеты берутся с интервалом
of about three seconds,
около 3 с,
the position of the maximum
положение максимума
is dependent upon observations
зависит от наблюдений,
covering an interval of less than ten seconds.
перекрывающих интервал менее чем 10 с.
A whole period of the displacement
Весь период смещения
extends over only about twenty-five seconds.
занимает только около 25 с.
Thus the observations for the direction
Поэтому определение направления
of the absolute motion
абсолютного движения
are largely independent
в большой степени независимо
of ordinary temperature disturbances.
от обычных температурных возмущений.
The observation is a differential one
Наблюдения носят дифференциальный характер
and can be made
и могут быть выполнены
with considerable certainty
с высокой степенью достоверности
under all conditions.
при всех условиях.
A set of readings usually consists
Комплекс отсчетов обычно содержит
of twenty turns of the interferometer
20 поворотов интерферометра,
made in about fifteen minutes' time;
сделанных за период около 15 мин,
this gives forty determinations
это дает 40 определений
of the periodic effect.
периодического эффекта.
The forty values
Эти 40 значений
are simply averaged
просто усредняются,
to give one "observation."
чтобы получить одно «наблюдение».
Any temperature effect,
Любые температурные эффекты
or other disturbing cause,
или другие виды искажений,
which is not regularly periodic
которые не обладают регулярным периодом
in each twenty seconds
каждые 20 с
over an interval of fifteen minutes
на интервале в 15 мин,
would largely be cancelled out
могут быть в значительной степени исключены
in the process of averaging.
за счет усреднения.
The periodic effect
Остающийся периодический эффект
remaining in the final average
остающийся после окончательного усреднения
must be real.
должен быть реальным.
The position of the fringe system
Положение системы интерференционных полос
is noted in units of a tenth of a fringe width.
записывается в десятых долях ширины полосы.
The actual velocity of the earth's motion
Действительная скорость движения Земли
is determined by the amplitude of the periodic displacement,
определяется амплитудой периодического смещения,
which is proportional to the square
которое пропорционально квадрату
of the relative velocity of the earth and the ether
относительной скорости Земли и эфира
and to the length of the light path in the interferometer.
и длине светового пути интерферометра.
A relative motion of thirty kilometers per second,
Относительное движение со скоростью в 30 км/с,
equal to the velocity of the earth in its orbit,
равное орбитальной скорости Земли,
would produce a displacement of the fringes
должно было бы создать смещение полос
from one extreme to the other, of 1.1 fringes.
от одного экстремума до другого, равное 1,1 полосы.
Disturbances due to temperature or other causes
Возмущения, связанные с температурой или другими причинами,
lasting for a few seconds or for a few minutes
длящиеся несколько секунд или минут,
might affect the actual amount of the observed displacement
могут повлиять на текущую величину наблюдаемого смещения,
and thus give less certain values for the velocity of relative motion,
и таким образом дать менее точные значения для скорости относительного движения,
while at the same time the position of maximum displacement
тогда как одновременное положение максимального смещения
is not disturbed.
оказывается не искажено.
Thus it is to be expected
Поэтому ожидалось,
that the observations for the velocity of motion
что наблюдения скорости движения
will not be as precise
будут не столь точными,
as the observations for the direction of motion.
как наблюдения за направлением движения.
The two things, magnitude and azimuth
Два параметра – скорость и азимут
of observed relative motion,
наблюдаемого относительного движения
are quite independent of each other.
практически взаимно независимы.
It is desirable to have observations
Желательно иметь наблюдения,
equally distributed over the twenty-four hours of the day;
равномерно распределенные на все 24 часа суток.
since one set requires about fifteen minutes of time,
Поскольку одна группа наблюдений занимает около 15 мин,
ninety-six sets, properly distributed, will suffice.
то правильно распределенных 96 групп оказывается достаточно.
The making of such a series usually occupies
Проведение такой серии занимало обычно
a period of ten days.
период в 10 дней.
The observations are finally reduced to one group
В конце наблюдения сводились в одну группу,
and the mean date is considered the date of the epoch.
и средняя дата рассматривалась как дата эпохи.
The observations made at Mount Wilson in 1925
Наблюдения на Маунт Вилсон в 1925 году
correspond to the three epochs,
соответствовали трем эпохам:
April 1, August 1 and September 15,
1 апреля, 1 августа и 15 сентября,
and are more than twice as numerous
и их было более чем вдвое больше по количеству,
as all the other ether-drift observations
чем всех предыдущих наблюдений эфирного ветра,
made since 1881.
проделанных с 1881 г.
The total number of observations made at Cleveland
Общее число наблюдений в Кливленде
represent about 1,000 turns of the interferometer,
содержало около 1000 оборотов интерферометра,
while all the observations made at Mount Wilson
а все наблюдения, проведенные на Маунт Вилсон
previous to 1925 correspond to 1,200 turns.
до 1925 г., содержали 1200 оборотов.
The 1925 observations
Наблюдения же 1925 г.
consist of 4,400 turns of the interferometer,
содержали 4400 оборотов интерферометра,
in which over 100,000 readings were made.
в течение которых было сделано более 100.000 считываний.
A group of eight readings
Группа из 8 отсчетов
gives a value for the magnitude
давала значение скорости
and direction of the ether-drift function,
и направление функции эфирного ветра,
so that 12,500 single measures of the drift were obtained.
так что было получено 12.500 единичных измерений.
This required that the observer
Для этого требовалось, чтобы наблюдатель
should walk, in the dark, in a small circle,
должен был в темноте по небольшому кругу пройти
for a total distance of 100 miles,
общую дистанцию в 100 миль,
while making the readings.
производя считывание показаний.
Throughout these observations the conditions
Условия проведения всех этих наблюдений
were exceptionally good.
были исключительно хорошими.
At times there was a fog
В некоторые периоды был туман,
which rendered the temperature very uniform.
который хорошо выравнивал температуру.
Four precision thermometers were hung on the outside walls of the house;
На наружных стенах дома висели четыре прецизионных термометра.
often the extreme variation of temperature was not more than one tenth of a degree,
Экстремальная вариация температуры часто не превышала 0,1°,
and usually it was less than four tenths of a degree.
а обычно не превышала 0,4°.
Such variations did not at all affect
Такие вариации не могли совсем влиять
the periodic displacement of the fringes.
на периодическое смещение полос.
It may be added
Надо добавить,
that while the readings are being taken,
что во время проведения отсчетов
neither the observer nor the recorder
ни наблюдатель, ни регистрирующий сотрудник
can form the slightest opinion
не имели ни малейшего представления
as to whether any periodicity is present,
о том, есть ли периодичность,
much less as to the amount or direction of any periodic effect.
ни тем более какова ее величина или направление любого периодического эффекта.
The hundred thousand readings
100.000 отсчетов
are added in groups of twenty,
были соединены в группы по 20,
are averaged and then are plotted in curves.
усреднены и затем нанесены на графики.
These curves are subjected
Эти графики исследовались
to mechanical harmonic {439} analysis
механическим гармоническим анализатором
for the purpose of determining the azimuth
с тем, чтобы определить азимут
and magnitude of the drift.
и скорость ветра.
In this work all the original observations have been used,
В этой работе использовались все наблюдения в оригинале
without any omissions
– без пропусков,
and without the assignment of weights;
без назначения «весов»
furthermore, there are no corrections of any kind to be applied to the observed values.
и вообще без применения каких-либо коррекций к наблюдаемым значениям.
The results of the analyses are finally charted
Результаты анализа были окончательно нанесены на графики
in such a way
таким образом,
as to show the variation in the azimuth of the drift
чтобы показать вариации азимута ветра
throughout the day of twenty-four hours
на протяжении полных 24-часовых суток
for each epoch,
для каждой эпохи наблюдений;
and the variation in magnitude is similarly charted.
вариации скорости были нанесены на графики аналогичным образом.
The observations of 1925 thus provide six curves,
Наблюдения 1925 г., таким образом, дали шесть графиков:
three showing the variation in azimuth for the different epochs
три из них показывали вариации азимута в различные эпохи
and three showing the variation in magnitude.
и три – вариации скорости.
The curves are shown in Figs. 1 and 2.
Графики показаны на рис. 10.1 и 10.2.
The dots, connected by the light lines,
Точки, соединенные тонкой линией,
represent single observations,
представляют отдельные наблюдения,
each being the average of the readings from twenty turns of the interferometer
каждое из которых усреднено на основании отсчетов, сделанных на 20 оборотах интерферометра
during an interval of about fifteen minutes.
за время около 15 мин.
The heavy line represents an arbitrary average
Толстая линия представляет собой произвольное усреднение
of the single observations for the one epoch.
единичных наблюдений для одной эпохи.
In Fig. 1 the base line represents the twenty-four hours of the local civil day;
На рис. 10.1 абсцисса содержит 24 ч местных гражданских суток,
a position on this line corresponds to a direction of motion to the north,
расположение на этой линии соответствует направлению движения на север,
while a point above the line indicates an easterly azimuth
при этом точки выше линии соответствуют восточным азимутам,
and one below the line, a westerly azimuth.
а точки ниже линии — западным азимутам.
In Fig. 2 the base again represents the hours of the civil day,
На рис. 10.2 абсцисса также соответствует 24 ч гражданских суток,
while the magnitude of the ether drift, that is, the velocity of relative motion, throughout the day, is charted in kilometers per second.
тогда как по ординате отложено значение скорости эфирного ветра, то есть, скорость относительного движения эфира, в течение дня, в километрах в секунду.
It is at once evident
Здесь сразу же очевидно,
that there is something real in the observations;
что в наблюдениях содержится некоторый реальный эффект:
each curve has a definite and a characteristic form;
каждая кривая имеет определенную и характерную форму.
certainly, the results are not zero,
Результаты определенно не нулевые
neither are they due to accidental errors of observation.
и не являются случайными ошибками наблюдений.
The azimuth of the observed effect, Fig.1,
Азимут наблюдавшегося эффекта рис. 10.1
varies in a periodic manner
варьируется периодически
throughout the twenty-four hours of the day,
в течение 24 часов суток;
the average being about 45° west of north,
среднее значение его примерно равно 45° на северо-запад;
with the time of greatest westerly deviation
время наибольшего западного отклонения
varying with the time of year.
варьируется в зависимости от времени года.
Fig. 2 shows that the magnitude of the effect
На рис. 10.2 показано, что величина эффекта
also varies periodically,
также варьируется периодически,
with its maximum of about ten kilometers per second
при максимуме около 10 км/с,
occurring at different times of day
который случается в различные моменты суток
at different times of year.
в различные периоды года.
It has been impossible to specify any effects
Невозможно представить какие-либо эффекты,
of temperature,
связанные с температурой,
radiant heat,
тепловым излучением,
magnetism,
магнетизмом,
gravitation or any other cause,
гравитацией и другими причинами,
which can produce
которые могли бы создавать
the systematic variations
систематические вариации,
indicated for the different epochs.
показанные для различных эпох наблюдения.
The presumption was then made
Поэтому можно предполагать,
that the effects may be due
что полученный эффект является следствием
to the motion of the earth
движения Земли
and of the whole solar system through the ether,
и всей Солнечной системы сквозь эфир,
that is, to a real ether drift.
то есть следствием реального «эфирного ветра».
Various graphic and numerical solutions were {440} made for determining the apex
Были проведены различные графические и вычислительные определения апекса
and velocity of such a motion.
и скорости такого движения.
These trial solutions were checked by means of a mechanical parallelogram apparatus,
Эти пробные решения были проверены с помощью параллелограммного механического аппарата,
and finally by a partial least-squares solution.
и наконец –методом частных наименьших квадратов.
It was found that a direction towards a point in the constellation Draco,
Было установлено, что направление на точку в созвездии Дракона,
having the right ascension of 262° (17 1/2 hours)
имеющую прямое восхождение 262° (17 1/2 ч)
and the declination of +65°,
и склонение в +65° ,
when projected on the plane of the interferometer
будучи спроектированным на плоскость интерферометра
at all times of the day for the three epochs of observations,
во все моменты суток в три эпохи наблюдения
would have an azimuth which would vary as
должно иметь азимут, который должен варьироваться так,
shown by the smooth, heavy-line curves of Fig. 3.
как показано плавной толстой линией на рис. 10.3.
The azimuth would, however,
Однако азимут должен
vary equally to the east and to the west of north;
варьироваться одинаково на северо-восток и на северо-запад,
that is, the curve should be partly above
так что кривая должна расположиться частично над
and partly below the horizontal base line of the figure.
и частично под абсциссой графика.
As drawn, the curves have been arbitrarily displaced downward (westward)
На рис. 10.3 кривая была произвольно смещена вниз в сторону западных азимутов,
to match the broken line curves
чтобы согласовать ее с ломаной линией,
which show the actual results of observation, taken from Fig. 1.
изображающей фактические результаты наблюдений, взятые из рис. 10.1.
If the motion has a direction towards the constellation Draco
Если движение направлено к созвездию Дракона
with a velocity of ten kilometers per second,
со скоростью 10 км/с,
which remains constant throughout the year,
которое остается неизменным в течение года,
its projection on the plane of the interferometer
то его проекция на плоскость интерферометра
would vary in magnitude throughout the day,
должна изменяться по величине в течение суток,
for the three epochs of observations,
для трех эпох наблюдения,
as shown by the smooth curves in Fig. 4.
как показано плавной кривой на рис. 10.4.
The broken-line curves show the variation
Ломаная линия показывает вариации
in magnitude of the observed effect,
величины наблюдаемого эффекта,
being the averages from Fig. 2.
усредненные из рис. 10.2.
The curves so far considered have been plotted with respect
Кривые, рассмотренные выше, были отнесены
to local civil time for Mount Wilson.
к местному гражданскому времени обсерватории Маунт Вилсон.
If the direction and magnitude of the motion
Если направление и скорость движения
are constant throughout the year
постоянны в течение года,
the curves of the variation are more appropriately plotted with respect to sidereal time;
то графики суточных вариаций могут быть более точно привязаны к звездному времени;
in Fig. 5 the curves are so plotted,
на рис 10.5 они именно так и привязаны,
the heavy line representing
при этом жирная линия представляет
the averages of all observations for 1925.
среднее из всех наблюдений 1925 г.
There is a remarkable agreement of the curves
Здесь видно примечательное совпадение кривых
for the different times of year
для различных моментов времени года,
when plotted against sidereal time;
если они привязаны к звездному времени.
the figure shows that the concordance of the curves for the direction of motion is better than for the magnitude.
Из графиков видно, что совпадение кривых для направления движения лучшее, чем для скорости.
In Fig. 6 the final averages of Fig. 5
На рис. 10.6 приводится окончательное усреднение данных рис. 10.5
are shown by the broken-line curves,
в виде ломаной линии,
while the computed effects are shown by the smooth curves.
а рассчитанные эффекты показаны плавной линией.
For the azimuth the curves are drawn to a scale of displacement
Кривые для азимута вычерчены в масштабе,
twice that of the preceding figures,
удвоенном по сравнению с предыдущими рисунками,
the better to bring out the remarkable agreement between the curves.
чтобы лучше представить замечательное совпадение кривых.
As far as the observed quantities entering into these two curves are concerned,
Что касается наблюдаемых величин, входящих в эти две кривые,
they are quite independent of each other;
то они совершенно независимы друг от друга;
and each gives values of the {441} right ascension
и каждый дает значения прямого восхождения
and declination of the earth's absolute motion.
и склонения абсолютного движения Земли.
The right ascension is the sidereal time
Прямое восхождение — это звездное время,
at which the azimuth (in the simple case)
в которое азимут (в простом случае)
passes from east to west of north;
проходит с северо-востока на северо-запад;
this corresponds to the place
это соответствует точке,
where the curve crosses its true axis
в которой график пересекает истинную абсциссу,
when passing from a maximum to a minimum.
проходя от максимума к минимуму.
The dotted lines in the lower part of Fig. 6 show that this occurs at 17 1/2 hours,
Пунктирная линия в нижней части рис. 10.6 показывает, что это происходит в 17 ч 30 мин,
which is the right ascension of the apex;
что и является прямым восхождением апекса;
or being expressed in degrees it is equal to 262°.
в угловой мере это эквивалентно 262°.
The declination of the apex may be determined
Склонение апекса может быть определено
from the amplitude of the curve
по амплитуде графика
taken in connection with the latitude of the observatory;
с учетом широты обсерватории;
the value thus obtained is a declination of +65°.
значение склонения, полученное таким образом, равно +65°.
The observed velocity of the earth's motion,
Наблюдаемая скорость движения Земли
projected on the plane of the interferometer,
в проекции на плоскость интерферометра
should show a daily variation
должна показать дневную вариацию
in magnitude
по величине
as a result of the rotation of the earth on its axis;
как результат вращения Земли вокруг своей оси.
this magnitude should drop
Эта магнитуда должна уменьшаться
to its minimum value
до минимального значения
at a sidereal time
в сидерическое время,
which is the right ascension of the apex;
равное прямому восхождению апекса;
and should reach its maximum
и достигать максимального значения
twelve hours from this time.
спустя 12 часов.
Considering the latitude of Mount Wilson,
Учитывая широту Маунт Вилсон,
31° 14′, and the declination of the apex
равную 31°14', и наклонение апекса,
as just determined from the azimuth of observations,
полученное из азимутов наблюдений,
it appears that at the time of maximum
получаем, что в момент максимума
the plane of the interferometer
плоскость интерферометра
makes an angle of less than 8°
образует угол менее 8°
with the direction of the earth's motion;
с направлением движения Земли.
thus the projection of the velocity at this time does not differ appreciably from its full value,
Поэтому проекция скорости не сильно отличается от полного значения скорости в это время,
which is then shown to be equal to ten kilometers per second.
которая поэтому может считаться равной 10 км/с.
The declination of the apex
Склонение апекса
may be determined
может быть определено
from the magnitude observations,
как из наблюдений скорости,
as well as from those for azimuth,
так и из наблюдений азимута,
since it determines the ratio
поскольку они определяют отношение
of maximum and minimum values
между максимальным и минимальным значениями
of velocity for a given latitude.
скорости для заданной широты.
The agreement of the two right ascensions
Совпадение значений прямого восхождения,
derived from these independent curves,
полученных из этих независимых кривых,
indicated by dotted lines in Fig. 6,
показано ломанными линиями на рис. 10.6.
together with an equal concordance
Вместе с хорошим совпадением
of the declinations,
для склонения
is a further very strong confirmation
это дальнейшее очень сильное подтверждение,
of the argument that the observed effects
аргумента, что наблюдаемый эффект
and the presumed motion are directly related.
и предполагаемое движение непосредственно взаимосвязаны.
A study of the numerical results
Изучение числовых значений результатов
shows that the probable error in the determination
показывает, что вероятная ошибка определения
of the azimuth of the effect is ± 2°,
азимута эффекта равна ±2°,
while the probable error
а вероятная ошибка определения
of the observed velocity
наблюдаемой скорости
on the supposition of a maximum value of ten kilometers per second
из предполагаемого максимального значения 10 км/с
is ± 0.6 kilometers per second.
равна ±0,6 км/с.
The argument that the direction and magnitude
Тот довод, что направление и скорость
of the observed ether drift
наблюдаемого эфирного ветра
is independent of local time
не зависят от местного времени
and is constant with respect to sidereal time
и постоянны по отношению к звездному времени,
implies that the effect of the earth's orbital motion is imperceptible in the observations.
предполагает, что эффект орбитального движения Земли незаметен в наблюдениях.
No effect of this orbital motion has been found in these observations of 1925;
Эффекты орбитального движения не были обнаружены в наблюдениях 1925 г.;
this is strictly in accordance with the results
это прямо совпадает с результатами,
obtained by Michelson and Morley in 1887
полученными Майкельсоном и Морли в 1887 г.,
and by Morley and Miller in 1905.
а также Морли и Миллером в 1905 г.
In order to account for this fact
Чтобы объяснить этот факт,
it is assumed that the constant motion of the earth in space
предположили, что постоянное движение Земли в пространстве
is more than two hundred kilometers per second,
имеет скорость более чем 200 км/с,
but that for some unexplained reason
но вследствие неизвестной причины
the relative motion of the earth and the ether
относительное движение Земли и эфира
in the interferometer at Mount Wilson
в интерферометре на Маунт Вилсон
is reduced to ten kilometers per second;
уменьшается до 10 км/с.
under these conditions a component motion
При этих условиях компонента движения,
equal to the earth's orbital motion
адекватная орбитальному движению Земли,
would produce an effect on the resultant
создаст результирующий эффект,
which is just below the limit of {442} the smallest quantity
как раз меньший ограничения на наименьшее значение,
which can be measured
которое может быть измерено
by the present interferometer.
данным интерферометром.
It is for this reason that it is concluded
По этой причине предполагается,
that the velocity of the motion of the solar system
что движение Солнечной системы
is at least two hundred kilometers per second
имеет скорость как минимум 200 км/с,
and it may be much greater.
а, возможно, значительно большую.
The fact that the observed effect
Тот факт, что наблюдаемый эффект
is dependent upon sidereal time
зависит от звездного времени
and is independent of diurnal and seasonal changes
и не зависит от суточных и сезонных изменений
of temperature and other terrestrial causes
температуры и от других земных причин,
shows that it is a cosmical phenomenon.
показывает, что это — космический феномен.
The previous observations made at Mount Wilson,
Предыдущие наблюдения на Маунт Вилсон
while not sufficiently extended
хотя и не были достаточно расширены
to determine curves of the kind just indicated,
для опредения кривых того вида, который только что показан,
should, nevertheless, be consistent with these observations.
должны, тем не менее, соответствовать этим наблюдениям.
In Fig. 7 the results of the observations for April 15, 1921, are compared with the curves
На рис. 10.7 сравниваются результаты наблюдений 15 апреля 1921 г. с кривой,
calculated from the observations of 1925,
рассчитанной по наблюдениям в 1925 г.;
showing a very good agreement.
как видно, совпадение очень хорошее.
The complete study of the ether-drift experiments
Полное изучение экспериментов по эфирному ветру
of 1925, at Mount Wilson,
в 1925 г. на Маунт Вилсон
leads to the conclusion
приводит к выводу
that there is a systematic displacement
о существовании систематического смещения
of the interference fringes of the interferometer
интерференционных полос интерферометра,
corresponding to a constant relative motion
соответствующих постоянному относительному движению
of the earth and the ether
Земли и эфира
at this observatory of ten kilometers per second;
в этой обсерватории, равному 10 км/с,
and that the variations in the direction
и о том, что вариации направления
and magnitude of the indicated motion
и измеренной скорости движения
are exactly such as would be produced
в точности такие же, какие могли быть созданы
by a constant motion
постоянным движением
of the solar system in space,
Солнечной системы в пространстве
with a velocity of two hundred kilometers, or more, per second,
со скоростью 200 км/с или более,
towards an apex in the constellation Draco,
в направлении апекса в созвездии Дракона
near the pole of the elliptic,
около полюса эклиптики,
which has a right ascension of 262° and a declination of + 65°.
который имеет прямое восхождение 262° и склонение 65°.
In order to account for these effects as the result of an ether drift,
Чтобы истолковать эти эффекты как результат эфирного ветра,
it seems necessary to assume
представляется необходимым предположить,
that, in effect, the earth drags the ether
что, в действительности, Земля увлекает эфир,
so that the apparent relative motion
так что кажущееся относительное движение
at the point of observation
в точке наблюдения
is reduced from two hundred, or more,
уменьшается от 200 км/с или более
to ten kilometers per second,
до 10 км/с,
and further that this drag also displaces
и, более того, что это увлечение также смещает
the apparent azimuth of the motion
кажущийся азимут движения
about 45° to the west of north.
примерно на 45° северо-западу (курсив мой – В. А.).
It is evident that the present experiments
Очевидно, что настоящие эксперименты
are no more consistent
не больше соответствуют
with the old theories of a stagnant ether
старым теориям о покоящемся эфире,
than were those of Michelson and Morley of 1887,
чем таковые Майкельсона и Морли 1887 г.,
and of Morley and Miller of 1905;
и Морли и Миллера 1905 г.;
the present work is in no way a contradiction
настоящая работа ни в коем случае не противоречит
of the earlier results,
ранним результатам,
but is rather a confirmation
но скорее является их подтверждением
and extension of them.
и расширением.
That a set of six characteristic curves
Эта серия из шести характерных кривых
obtained from observations
получена из наблюдений,
which are wholly independent of each other,
которые полностью взаимно независимы,
and which were made at times of year
и которые были сделаны в периоды года
with extreme differences of weather conditions,
с экстремальными различиями погодных условий,
so consistently fit curves
так последовательно соответствуют кривым,
depending upon the assumed motion,
зависящим от предполагаемого движения,
as shown in Figs. 5 and 6,
как показано на рис. 10.5 и 10.6,
leads irresistibly to the conclusion
что неопровержимо ведет к заключению,
that the observed effects are related
что наблюдаемые эффекты относятся
to the presumed cause.
к предполагаемым причинам.
One is compelled therefore
Это вынуждает, таким образом,
to consider whether there can be a possible readjustment
рассмотреть вопрос о том, возможно ли исправление
of the theories of the ether
теорий эфира,
that will account for the reduced velocity and other experimental results.
которое объяснит уменьшение скорости и другие экспериментальные результаты.
The values of the quantities
Значения величин,
defining the absolute motion of the solar system
определяющих абсолютное движение Солнечной системы,
as obtained from these ether-drift observations
полученное из вышеизложенных наблюдений эфирного ветра,
are in general agreement with the results obtained by other methods.
находятся в общем согласии с результатами, полученными другими методами.
The recent study of proper motions of stars
Новейшие исследования собственного движения звезд,
by Ralph Wilson, of the Dudley Observatory,
проведенные Ральфом Вильсоном (Ralph Wilson) в обсерватории Дадли (Dudley Observatory, штат Нью Йорк, США),
and of the radial motions of the stars by Campbell and Moore,
и радиального движения звезд, проделанные Кемпбеллом и Муром (Campbell and Moore)
of the Lick Observatory,
в Ликской обсерватории (Lick Observatory, Калифорния, США),
give the apex of the sun's way in the constellation Hercules
дали апекс движения Солнца в созвездии Геркулеса
with a right ascension of 270°
с прямым восхождением 270°
and a declination of about +30°,
и склонением около +30°
with a velocity of about nineteen kilometers per second.
при скорости около 90 км/с.
Dr. G. Strömberg, of the Mount Wilson Observatory,
Д-р Штромберг (G. Strömberg) в обсерватории Маунт Вилсон
from a study of globular clusters and spiral nebulae,
из наблюдения шаровых звездных скоплений и спиральных туманностей
finds evidence of a motion of the solar system
обнаружил свидетельства движения Солнечной системы
towards a point having a right ascension of 307° and a declination of + 56°,
к точке с прямым восхождением 307° и склонением +56°
with a velocity of three hundred kilometers per second.
со скоростью 300 км/с.
Lundmark, studying the spiral nebulae,
Лундмарк (Lundmark), изучая спиральные туманности,
finds evidence of a motion
нашел доказательство движения,
having a velocity of four hundred kilometers per second.
имеющего скорость 400 км/с.
The various determinations of the motion of the solar system
Различные определения движения Солнечной системы
are all in the same general direction
показывают одно и то же общее направление
and lie within a circle having a radius of 20°.
и лежат в пределах круга с радиусом 20°.
Our assumed velocity of two hundred kilometers per second
Предположенная нами скорость 200 км/с
is simply a lower limit;
есть просто-напросто нижний предел,
it might equally well be three hundred or four hundred kilometers per second.
она может быть и 300, и 400 км/с.
The first assumption therefore seems to offer no difficulty.
Поэтому первое предположение не вызывает принципиальных трудностей.
The location of the apex in the constellation Draco,
Расположение апекса в созвездии Дракона
at right ascension 262° and declination + 65°,
с прямым восхождением 262° и склонением +65°
is within 6° of the pole of the ecliptic,
отличается на 6° от направления на полюс эклиптики,
that is, the indicated motion of the solar system
а значит, показанное движение Солнечной системы
is almost perpendicular to the plane of the ecliptic.
почти перпендикулярно плоскости эклиптики.
The sun's axis of rotation points to within 12° of this apex.
Ось вращения Солнца отклонена на 12° от этого апекса.
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.
{443} The assumption
Предположение о том,
that there is a drag of the ether by the earth
что происходит увлечение эфира Землей,
involves a considerable readjustment of the theories of the ether,
требует значительного пересмотра теорий эфира,
inasmuch as it requires a modification of the accepted explanation of aberration.
ввиду того, что оно требует модификации принятых объяснений аберрации.
In commenting on the preliminary report of this work
Комментируя предварительный отчет о настоящей работе,
presented to the National Academy of Sciences in April, 1925,
представленный в Национальную академию наук в апреле 1925 г.
Dr. L. Silberstein said:
д-р Л.Зильберштейн сказал:
"From the point of view of an ether theory,
«С точки зрения теории эфира
this set of results, as well as all others previously discovered,
эти результаты, так же, как и предшествующие,
are easily explicable by means of the Stokes ether concept,
легко объясняются с помощью концепции эфира Стокса,
as modified by Planck and Lorentz,
модифицированной Планком и Лоренцем
and discussed by the writer (Silberstein) in the Philosophical Magazine." [6]
и обсуждавшейся автором (Зильберштейном) в „Philosophical Magazine“[6]».
The theory of Stokes may be described
Теория Стокса может быть описана
by means of the following sentences
с помощью нижеследующих цитат,
selected from Sir Joseph Larmor's treatise on
выбранных из труда сэра Джозефа Лармора
"Aether and Matter," pages 10, 13, 35 and 36:
«Эфир и материя» ("Aether and Matter" с. 10, 13, 35 и 36):
As Sir George Stokes was not disposed to admit
Поскольку сэр Джордж Стокс не был склонен соглашаться с тем,
that the aether could pass freely
что эфир может свободно проходить
through the interstices of material bodies
через промежутки в материальных телах
in the manner required by Fresnel's views,
в том виде, как это представляется Френелем,
and as any other theory of its motion
и поскольку любая другая теория его движения,
which could be consistent with the fact of astronomical aberration
согласующаяся с наблюдаемой астрономической аберрацией,
required irrotational flow,
требует безвихревого потока,
an explanation of the limitation to that flow
объяснение ограничений в этом потоке,
had, he considered, to be found.
полагал он, должно быть найдено.
This chain of argument,
Эта цепь аргументов, —
that motion of bodies disturbs the aether,
что движение тел возмущает эфир
that aberration requires the disturbance to be differentially irrotational,
и что аберрация требует, чтобы возмущения были дифференцированно безвихревыми, —
that this can only be explained
может быть объяснена только
by the dispersion of incipient rotational disturbance
через дисперсию зарождающихся вихревых возмущений
by transverse waves,
поперечными волнами
and further that radiation itself
и далее тем, что излучение само по себе
involves transverse undulation,
представляет поперечные волны,
he regards as mutually consistent
он рассматривает как взаимозависимое
and self supporting, and therefore,
и самоподдерживающееся и, поэтому,
as forming distinct evidence
как формирующееся отдельное доказательство
in favor of this view of the constitution of the aether. ...
в пользу этой точки зрения на структуру эфира…
The question then arises
Тогда возникает вопрос,
how far this explanation
как далеко это объяснение
will extend to the case
может быть распространено на случай,
in which the aether is entrained by the matter
когда эфир увлекается материей,
that is moving through it.
движущейся сквозь него.
Attention has already been drawn to Sir George Stokes's considerations
Здесь должно быть привлечено внимание к рассуждениям сэра Джорджа Стокса,
which would make the luminiferous property itself
которые должны сделать светоносную способность саму по себе
prevent the initiation of any rotational motion in the aether.
предотвращающей возникновение любых вращательных движений в эфире.
It is in fact not difficult to prove
В самом деле, несложно видеть,
that the energy of strain
что энергия натяжения
of a rigid incompressible medium of the type of ordinary matter
твердой несжимаемой среды типа обычной материи
may be expressed as a volume integral
может быть истолкована как объемный интеграл,
involving only the differential rotation,
учитывающий только дифференциальное скручивание (вращение),
together with surface integrals extended over boundaries;
вместе с поверхностными интегралами, определяющими граничные условия,
and it follows that any local beginnings of rotational motion
а отсюда следует, что местные возникновения вращательного движения
in an aether of elastic-solid type
в упругом и сплошном эфире
would be immediately carried off and distributed by transverse waves,
должны немедленно преобразоваться в поперечные волны,
so that if the rigidity is great enough
так что, если жесткость достаточно велика,
no trace of rotational motion of the medium in bulk can ever accumulate.
никаких следов вращательного движения в объеме среды не сохраняется.
There are systematic differences
Существуют систематические различия
in the so-called constant of aberration
в так называемой константе аберрации
and in standard star places
и в стандартных положениях звезд
as determined at different observatories,
для различных обсерваторий,
which might be explained
которые могут быть объяснены
on the hypothesis of a variation in ether drift
с помощью гипотезы о вариациях эфирного ветра,
due to differences in the local coefficient of drag.
связанных с разницей в локальном коэффициенте увлечения.
The drag at any given station
Увлечение для каждого данного места
may depend more or less upon altitude,
может зависеть в большей или меньшей степени от высоты,
local contour
местного рельефа
and the distribution of large masses of land such as mountain ranges.
и распределения больших масс земной поверхности, таких, как горные хребты.
The ether-drift experiments
Эксперименты по определению эфирного ветра
have never been made at sea-level,
никогда не производились на уровне моря
nor, in fact, at any place except Mount Wilson,
и вообще нигде, кроме Маунт Вилсон
with sufficient completeness
при удовлетворительной полноте,
to give accurate measures of the effects.
достаточной для точного измерения эффекта.
The evidence now indicates
Имеющиеся результаты показывают,
that the drift at Mount Wilson
что эфирный ветер на Маунт Вилсон
does not differ greatly in magnitude
не слишком сильно отличается по скорости
from that at Cleveland and that at sea-level it would probably have about the same value.
от наблюдавшегося в Кливленде и что на уровне моря он может быть примерно тем же.
The reduction of the indicated velocity
Снижение измеренной скорости
of two hundred or more kilometers per second
с 200 км/с или большей
to the observed value of ten kilometers per second
до наблюдавшегося значения 10 км/с
may be explained on the theory of the Lorentz-FitzGerald contraction
может быть объяснено также и теорией сокращения, выдвинутой Лоренцом и Фицжеральдом,
without assuming a drag of the ether.
без предположения об увлечении эфира.
This contraction may or may not depend
Это сокращение может зависеть или не зависеть
upon the physical properties of the solid,
от физических свойств твердого тела
and it may or may not be exactly proportional
и может быть или не быть в точности пропорциональным
to the square of the relative velocities of the earth and the ether.
квадрату относительной скорости Земли и эфира.
A very slight departure of the contraction
Весьма малое отклонение сокращения
from the amount calculated by Lorentz
от количества, вычисленного Лоренцом,
would account for the observed effect.
может объяснить наблюдавшийся эффект.
A reexamination of the Morley-Miller experiments of 1902-1904 on the Lorentz-FitzGerald effect is now being made, with the indication
В настоящее время проводится пересмотр результатов эксперимента Морли–Миллера 1902–1904 гг. по изучению эффекта Лоренца–Фицжеральда с указанием на то,
that the interpretation may be modified
что интерпретация может быть изменена
when taken in connection with the large velocity of the solar system indicated by the observations of 1925.
в связи с учетом большой скорости Солнечной системы, определенной наблюдениями 1925 г.
Нужно ли говорить,
that the determination of the absolute motion
что определение абсолютного движения
of the solar system
Солнечной системы
from such interferometer observations
из таких интерферометрических наблюдений —
is one of considerable complexity.
одно из чрезвычайно сложных занятий.
I am under obligation to Professor J. J. Nassau,
Я очень обязан проф. Дж. Дж. Нассау (J. J. Nassau)
of the Department of Mathematics and Astronomy
из отдела математики и астрономии
of Case School of Applied Science,
Кейсовской Школы прикладных наук
and to Dr. G. Strömberg, of the staff of the Mount Wilson Observatory,
и д-ру Г. Штромбергу из штата обсерватории Маунт Вилсон,
who have given very great assistance
которые оказали огромную помощь
in the analysis and in the mathematical solutions
в анализе и математической обработке
of various parts of the problem.
различных частей проблемы.
Note.—
Примечание.
Since this paper was prepared,
Пока подготавливалась эта работа,
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.
на Маунт Вилсон была проведена весьма обширная серия наблюдений, соответствующая эпохе 8 февраля 1926 г. и состоящая из 2000 оборотов интерферометра.
The general indications are
Есть общие признаки того,
that the latest observations are entirely consistent
что последние наблюдения полностью соответствуют
with the report here made,
вышеизложенному отчету,
though it is possible that there will be slight modifications
хотя возможно, что будут небольшие модификации
in the numerical results
в численных результатах,
when all observations are combined.
когда все наблюдения будут обобщены.
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.
Dayton C. Miller
Дейтон К.Миллер.
Case School of Applied Science
Кейсовская Школа прикладных наук.
[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.
[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).
[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).
[4] Einstein, "Zur electrodynamik bewegter Körper, Ann. der Physik, 17, 891 (1905).
[4] Einstein, "Zur electrodynamik bewegter Körper, Ann. der Physik, 17, 891 (1905).
[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).
[6] February, 1920, Vol. 39, page 161.
[6] February, 1920, Vol. 39, page 161.
Рис. 10.1. Вариации азимута эфирного ветра
Рис. 10.2. Вариации скорости эфирного ветра
Рис. 10.3. Совмещение теоретической кривой азимута эфирного ветра (плавная кривая) с результатами наблюдений (ломаная)
Рис. 10.4 Совмещение теоретической кривой относительно скорости эфирного ветра (плавная кривая) с результатами наблюдений (ломаная)
Рис. 10.5. Отнесение результатов наблюдений эфирного ветра, проведенных в различное время суток, к сидерическому (звездному) времени
Рис. 10.6. Совмещение усреденных измеренных и теоретических значений азимута и относительной скорости эфирного ветра для 1925 года
Рис. 10.7. Совмещение теоретических значений азимута и относительной скорости эфирного ветра для 1925 г. (плавная кривая) и усредненных измеренных значений для апреля 1921 г. (ломаная)
