W. M. Hicks (1902): On the Michelson-Morley experiment relating to the drift of the Aether // Philosophical Magazine, Series 6, 3:13, p.36-38
(1902 г.): Об экспериментах Майкельсона и Морли, относящихся к эфирному ветру.
§18. Обсуждение наблюдений Майкельсона и Морли.
Результат §17, что непозволительно усреднять результаты различных серий наблюдений до того, как тип каждого из них будет определен, естественно ведет нас к переоценке численных данных, полученных Майкельсоном и Морли, которые объединили наблюдения, полученные в различные дни. Я предлагаю показать, что вместо нулевого результата, численные данные, опубликованные в их статье, показали ясное свидетельство эффекта ожидаемого вида.
Здесь можно вернуться к тому, что при получении наблюдений аппарат вращался в своей ртутной ванне и считывания производились на 16 точках, расположенных на равном расстоянии друг от друга, когда считывающий телескоп проходил их. В каждом случае это повторялось шесть раз, и было получено среднее от 6 считываний в каждой из позиций. Эти средние – числа, опубликованные в их статье. Они даны для полудня 8, 9 и 11 июля и для 18 часов вечера 8, 9 и 12 июля. Средние от этих трех дней были получены и затем было произведено усреднение первых 8 и вторых 8 отсчетов, таким образом уничтожая какой-либо эффект, зависящий только от cos α. Результат – отсутствие явного смещения полос.
В рассмотрении серии считываний можно сразу же поразиться тому факту, что все считывания непрерывно возрастают или уменьшаются. Это, очевидно, эффект от температурных изменений. Для коротких интервалов, это сильно похоже на то, что температурные возмущения будут линейной функцией от времени. Если это действительно так, и если считывания были получены на равных интервалах времени, возможно уменьшить возмущения показанным ниже образом. Для считываний в начале и в конце полного оборота должны (в отсутствии температурных эффектов) быть теми же, тогда как из предположения, сделанного выше, должна быть поправка на температурную ошибку путем изменения на равный шаг для каждого последующего считывания – способом, который будет сразу же показан далее. Считывания для каждой серии полных оборотов должны сперва быть скорректированы этим способом и затем быть усреднены по 6 для сокращения случайных или персональных ошибок. Я применил эту поправку для опубликованных средних. Результат оказался тем же, как если бы коррекция была применена сначала к каждой серии и результаты были усреднены. Это оказалось бы предпочтительнее, если возможно, так как сравнение каждого набора со средним предоставило бы данные для измерения вероятной ошибки.
Для иллюстрации метода применения этой коррекции, я даю здесь вычисление для наблюдений 18 часов вечера 8 июля:
I, | 61,2 | 63,3 | 63,3* | 68,2 | 67,7 | 69,3 | 70,3 | 69,8 | 69,0 | |
II, | 61,2 | 62,1 | 63,0 | 63,9 | 64,8 | 65,7 | 66,6 | 67,5 | 68,4 | |
III, | 0 | +1,2 | +0,3 | +4,3 | +2,9 | +3,6 | +3,7 | +2,3 | +0,6 | |
I, | 69,0 | 71,3 | 71,3 | 70,5 | 71,2 | 71,2 | 70,5 | 72,5 | 75,7 | |
II, | 68,4 | 69,3 | 70,2 | 71,1 | 72,0 | 72,9 | 73,8 | 74,7 | 75,7 | |
III, | +0,6 | +2,0 | +1,1 | –0,6 | –0,8 | –1,7 | –3,3 | –2,2 | +0 | |
0 | + 1,2 | +0,3 | +4,3 | +2,9 | +3,6 | +3,7 | +2,3 | +0,6 | ||
IV, | 0,6 | +3,2 | + 1,4 | +3,7 | +2,1 | + 1,9 | +0,4 | +0,1 | +0,6 | |
Вычита-емое 1,7 | V, | –1,1 | +1,5 | –0,3 | +2,0 | + 0,4 | +0,2 | –1,3 | –1,6 | –1,1 |
В таблице выше:
· Строка I содержит опубликованные результаты наблюдений.
· Строка II содержит серии чисел, возрастающих на равные шаги от 61,2 до 75,7.
· Строка III содержит разницы между I и II и, по этой причине, в соответствии с нашим предположением, свободные от температурных ошибок.
· Строка IV дает среднюю от первых 8 и последних 8 значений, и поэтому устраняет эффект, зависящий от cos α (см. § 15).
· Строка V – результат, полученный вычитанием 1,7 из каждого значения, так как для уменьшения считываний на данные отклонения от среднего, 1,7 = сумма/8.
Другие серии наблюдений обработаны таким же образом. Результаты следующие:
Рис. 1
Полуденные наблюдения
8 июля | –1,0 | +0,2 | +1,2 | + 0,7 | + 2,8 | –1,1 | + 0,2 | +2,6 | –1,0 |
–1,7 | –1,8 | –0,2 | +0,3 | + 0,4 | +1,1 | + 2,2 | –1,4 | –1,7 | |
11 июля | 0,9 | –2,2 | –2,1 | –2,7 | + 0,3 | + 2,0 | + 1,9 | + 1,7 | + 0,9 |
Вечерние наблюдения
8 июля | –1,1 | + 1,5 | –0,3 | + 2,0 | + 0,4 | + 0,2 | –1,3 | –1,6 | –1,1 |
9 июля | –1,3 | –0,7 | + 0,1 | –0,5 | + 1,1 | + 1,6 | +0,3 | –0,6 | –1,3 |
12 июля | 0,4 | –1,0 | –2,2 | –1,6 | –2,0 | + 1,4 | +3,3 | + 1,5 | + 0,4 |
Эти результаты показаны графически на рис. 1. Все кривые дают отчетливые свидетельства эффекта cos 2α, за исключением полуденных за 8 июля, и возможно 18-часовых за эту же дату; последнее справедливо, если предположение в сноске правильно. Кроме того, кривые ясно показывают, что наблюдения 9, 11 и 12 июля принадлежат к одному типу (B или A), а наблюдения от 8 июля – к другому типу (A или B). Последняя кривая представляет усреднение всех кривых на основе этого предположения.
Это значение ординаты является 1/3 от 9 июля + 11 июля – 8 июля и 9 июля + 12 июля – 8 июля.
Свидетельство также укрепляется сравнением дневных и вечерных кривых. Ветер в 18:00 должен быть под прямым углом к ветру в полдень, следовательно, мы должны ожидать сдвиг кривой на полупериод (т. е. на 90°) по отношению к первой кривой. Для вечерних наблюдений, вращение аппарата было в противоположном направлении к по сравнению с полуденными. Следовательно, для сравнения кривых, числа для вечерних кривых должны быть прочитаны наоборот. Это сделано для пунктирных кривых на рис. 1. Взгляд на кривые доказывает тот факт, что показанный сдвиг имеет правильный характер. Амплитуда вечерней кривой должна быть меньше, чем таковая для полуденной в отношении sin2 λ**, где λ – широта наблюдателя.
Показанная выше попытка избавиться от температурных эффектов не предлагается как дающая аккуратные результаты. Цель состоит в том, чтобы показать, что наблюдения Майкельсона и Морли дают утвердительный ответ на вопрос «проходит ли эфирный ветер мимо Земли?». Этот аргумент достаточен для того, чтобы показать, что эксперименты должны быть повторены с исключительной тщательностью для устранения температурных ошибок и, по возможности, в вакууме. Если возможно, то отсутствие наблюдателей было бы желательным и, для причин, изложенных в § 15, также желательно отсутствие считывающих телескопов. Мы видели, что если для источника света использована щель, полосы формируются на экране, размещенном в любой позиции. Это указывает на метод, в котором фотопленка на вращающемся барабане экспонируется автоматически.
Перевод: , 12.10.2012.
* Если здесь было неправильное прочтение рукописи для 65,3 правильные числа в строках III IV и V должны быть 2,3 3,4 и 1,7 которые если посмотреть на кривую рис, 1 могли бы сделать ее регулярной,
** Это предполагает, что компонент эфирного ветра, перпендикулярный плоскости аппарата, не производит эффекта. Он все же, вероятно производит эффект.
