以太漂流实验？

1880年左右麦克森发明干涉仪〔后来公称为麦克森干涉仪（见图三）〕。他利用干涉仪精密的测距能力，设计实验，试图解开当时物理学界正在争论不休的「以太」（ether）是否存在的问题。依照以太理论，光是一种波动，波动之传递需要介质，以太这一假想物质就是光的介质。凡是光可通行无阻之处，包括真空及任何透明物质（透明及半透明的气体、液体及固体）在内，都应充满以太。但是问题来了：若依波动理论来计算，由於光速很大，以太的弹性系数必须大得超乎想像。果真有「以太」这种物质吗？

1880年，他在柏林大学赫姆霍兹的实验室内，根据史密特（Schmidt）及赫恩诗（Haensch）的设备加以改进，进行首次实验。但由於地面振动影响，实验结果并不可信。同一年又到波茨坦天文台做实验，也没有得到满意的结果。

1887年麦克森在凯斯学院与化学教授莫莱（E. W. Morley）一同进行以太飘移（ether drift）实验，这就是著名的麦克森-莫莱实验（见图四）。假设以太存在并静止不动，而地球在静止的以太中运动。则当干涉仪的两臂长度L1、L2相等，光线行经两臂的时间会因地球公转速度（V）而有差异。将干涉仪旋转90度，则两臂位置对调，干涉条纹也会跟著变动。如图五所示，实验设施安置在大石块上，为了避震，让石块浮在大水银槽上面（见图五）。再让光线作多次反射，使两臂长度都是11米（在欧洲的实验，长度是1米）。他们预估干涉条纹变动约0.4条，应很容易观测到。他们在一年之内的不同季节、日期及时辰分别观测，结果除了很小的实验误差之外，并未测到预期的条纹变动。以太理论於是开始遭受质疑。他们及其他许多人后来以更精密的仪器反覆实验，结果也都相似。1900年，莫莱与米勒（D. C. Miller）装设更大的干涉仪，预估干涉条纹变动约2条，但实验量测值不及预估值的1／80。

1892年到芝加哥大学后，他继续探讨以太存在的另一个问题：假设以太存在及假设以太静止不动，但地球会携带以太一起运动。则地球运动的影响对以太的牵引（drag）效应，是否随著海拔愈高而影响愈小？

他於是在Ryerson实验室造了一座长60米高15米的大型干涉仪。为考虑地球自转及公转运动速度的影响，实验安排连续观测五天，每天在不同时辰观测4次。他预测一天内干涉条