论"地面光行差"实验的失败原因及今后出路
关于前段我所做的 "地面光行差" 的实验情况,在元旦之前我已通过《我的"地面光行差"实验报告及相关思考》一文在网上发表。鉴于该实验得到的"零结果",我曾一度认为:"地面的水平光被地球表面完全拖拽似乎成了一个不争的事实",并因此使我陷入极大的困惑和恐慌之中。可是在通过最近一段时间的深入研究之后,我又有了新的感悟。我认为: "地面光行差"实验的"零结果"并不能证明"光被地球拖拽";这个实验的设计依然是非常"简单、合理、巧妙"的。之所以失败的原因是"因为我们没有理想的光源"。
这个实验对光源的要求是:它只能发出一条单向光。在应用上即一束很细的高度平行的光。可在实际上却达不到。现有的平行光都是人造平行光。光的最初来源都是散射光,在经过整理、约束后才成的平行光。如激光器是通过光学谐振腔淘汰杂向光而获得平行光的;激光笔则是二极管发光后再通过凸透镜形成平行光的。我们实在无法直接得到方向性能符合实验要求的光源。现实中所有光源的原发光线都是辐射状的。正因为这样,所以在实验过程中,当正对目标的光束被以太风吹偏后,那么邻近的光束即转过来替代它,使到达屏幕上的光斑位置保持不动。得到了实验的"零结果"。对这一现象,王飞先生作了很好的比喻:辐射光源就象在你眼前的一只刺猬,不管它怎样转身,总有一根刺朝着你的眼睛。
但对这一原因的认定我却思考了好多天。最初我是在用高倍望远镜观察远处的固定目标,发现目标点在视野中位置始终不动而意识到的。由于目标点原先发的光被吹偏后又被它的另一束光代替,所以我们看不到目标点的移动。可是激光器呢?它发出的光束在外边的一段距离上应该发生偏转啊?怎么总也观察不到呢?虽经王飞先生提示,但之后我又思考了好几天才最终认定:原来问题就出在激光器内部!光在里面已经发生偏转了,出来的光已经不是原来的了。
还有一个使我犹豫徘徊的问题是:激光器内的玻璃管和激光笔上发光二极管的外壳都是固体,那么透明材料的拽引对光的传播方向难道就没有影响吗?鉴于此时在运动介质内,光波已经是椭圆球面,在外面空气中的光波也是椭圆球面,于是我运用惠更斯波动原理,又对之进行了认真的几何分析和数学推导。最后的结果证明:运动介质对主轴光的传播方向是没有影响的。光在垂直通过界面后仍然保持一条直线;即使在其它方向,折射定律也严格成立。
综上所述可知:"地面光行差"实验到此可以休矣!这个实验无论如何也无法让我们收到预期的效果。
但是天文观测光行差的方法却依然有效。从遥远的恒星发来的光在到达地球时可以认为是一系列高度平行的光线,当地球在其中做往返运动时我们即可以发现恒星仰角的变化。只是这种方法仅限于地球的自转和公转运动。其更高规模的运动因为在短期内运动方向的变化微不足道,所以无法发现恒星仰角的变化。
事已如此,我的时空理论体系所面临的危机也随之宣告解除;且我所提出的在地面上测量光的单程速度的方法也依然有效。这个方法是:利用光的干涉(衍射)测量波长变化,然后推算出光的单程速度。这个方法是目前我们所能想到的唯一可行之法。
其具体做法是:在地球表面的东西方向安装一朝向固定的激光源,在顺光方向的另一端安装一固定屏幕,然后昼夜观测光的干涉(衍射)条纹的移动情况,由此就可算出光在各个空间方向上的速度变化量,进而推出地球在纬平面内的绝对运动速度。其计算公式是
u = c Δλ/λ。= c Δx / x。
最使我们困惑不解的是:单程光速既然这么重要关键,可它为什么总是隐而不露、爱跟人们捉迷藏呢?用单钟闭路的方法不行;用双钟单程的方法也不行;迈克尔逊-莫雷实验实质上是两个相互垂直的闭路;我们的"地面光行差"法刚刚宣告失败;那么今后呢?看来只有用我的最后绝招一试了。谁有此愿呢?