光以太
克利夫兰，1887 年七月。迈克耳孙和莫雷把一块石板放在水银垫上，在上面装好镜子，再慢慢转动。地球以 30 km/s 的速度绕太阳运行；如果光是静止以太中的波，迎面的以太风应当使目镜中的条纹移动 0.4 条。他们等着条纹移动，可它始终没有出现。
人们设想出以太，是因为波需要介质。声音靠空气传播，水波靠水传播——那么光也该靠某种充满虚空的东西传播。以太必须比钢还硬，才能承载如此快的波，却又不能阻碍行星运行。1887 年的实验表明：无论地球怎样飞行，光在各个方向上的速度都一样。1905 年，爱因斯坦把这一点定为定律，以太便不再需要了。
| 记号 | aether · luminiferous aether · 无符号 |
| 探测方法 | 通过地球穿过以太的速度——即干涉条纹的移动 |
| 当时的假设 | 静止的介质 · 光速取决于观察者的运动 |
| 引入与废弃 | 惠更斯，1690 · 菲涅耳，1818 · 迈克耳孙和莫雷，1887 · 爱因斯坦，1905 |
| 今天的写法 | c = 299 792 458 m/s，精确值，自 1983 年起——由米的定义规定 |
| 典型值 | 0.37 条——1887 年的预期 · 不到 0.01——实际所见 · 10⁻¹⁷——今天的精度 |
01 · 定义
光赖以传播的介质
如果光是以太中的波，它就有相对于以太的速度 c。穿过以太飞行的观察者，应当看到迎面而来的光更快，从后面追来的光更慢。地球以 30 km/s 的速度绕太阳运行——是 c 的万分之一。人们想捕捉的正是这个差别。
这么小的修正无法直接测量。迈克耳孙比较了光的两条路径：顺着以太风和横穿以太风。就像游泳者在河里顺着水流游个来回，再横渡过去游回来：顺流方向耗时更长。两者之差是一个小比值的平方，(v/c)² = 10⁻⁸。干涉让它变得可见：光程改变一个波长的几分之一，亮条纹就会移动。
谁先回来
宽为 L 的河从左向右流，淡紫色箭头表示水流。两名游泳者速度相同，都是 c：金色的沿河游去再游回，蓝色的横渡到对岸再游回。下方的条形是他们的用时。横渡的游泳者总是先到。同样，横穿以太风的光束本应跑赢顺风的光束。
转动石板，看向目镜
主要操作只有一个——“转动石板”按钮。石板浮在水银上，慢慢转动。中央是它的俯视图：金色的灯，蓝色光束射向两臂末端的镜子，各反射 16 次，总光程 11 m。淡紫色短线是以太风，其速度由滑块设定。右侧是目镜：明暗相间的条纹。如果以太存在，石板转动时条纹应当来回摆动。目镜下方是图表：淡紫色曲线是以太理论预言的移动，金色点是实际看到的结果。开关“有以太的世界 / 1887 年的世界”展示两种答案。
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02 · 换算
以太没有单位，所以这里换算的是人们当年寻找的那个速度。干涉仪中的条纹移动按 β² 增长，即光速分数的平方。地球的轨道速度对应 β = 10⁻⁴，β² = 10⁻⁸。
今天，没有任何速度是“相对于以太”测量的。只有相对于宇宙微波背景辐射的运动：太阳以 370 km/s 的速度穿过它，但这是表观运动，而不是介质之风。
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03 · 数量级
04 · 测量仪器
05 · 书写规则
06 · 相邻单位
燃素消失得无影无踪，热质留下了卡路里。以太留下的最多：麦克斯韦方程组原本是为弹性以太写的，却比以太活得更久。而废除了以太的恒定光速，本身成了计量的基础：米就是通过它定义的。
07 · 历史部分
1887 年的实验是对抗噪声做测量的典范。砂岩石板浮在水银上，这样转动时就不会有颠簸。观测在地下室进行，分正午和傍晚，每转一圈读数十六次。预期 0.4 条，读数的离散约为 0.01。
零结果给出了上限：地球穿过以太的速度小于约 5—8 km/s。一百年后，光速不变成了米的定义的一部分。自 1983 年起，米是光在 1/299 792 458 秒内走过的路程。
一滴酸改变果汁的颜色，盐给火焰染色，水被轻敲一下就结冰。下面是 Simetrium 的全部页面，按学科和字母顺序排列。
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