麥可遜幹涉儀是光學領域裡最常見的幹涉儀，是近代物理學的重要實驗儀器之一。
清晨起床，一縷陽光灑進房間，寓示著新的一天開始了。雖然太陽離地球非常遙遠，但陽光只需要幾秒鐘就可以到達地面，由此可見光的速度非常快。很多人都知道，光的速度是30萬公裡每秒。但這個數據得來頗為不易。因為光跑得實在太快了，沒有超高端的實驗設備和很專業的實驗方法根本無法測量。
陽光從陽光照射到地球，要8分多鐘時間。(來源：素材網)
100多年前，許多科學家都致力於光速的測定，最後拔得頭籌並榮獲諾貝爾物理學獎者，是當時的美國物理學會主席阿爾伯特·亞伯拉罕·麥可遜。
麥可遜並不是地道的美國人。他生于波蘭斯特雷諾市，父親是猶太商人。四歲時隨父母到舊金山，後來又到加利福尼亞等地。
科學史上的名人，大多離不開名師的教育和培養，麥可遜也不例外。父母忙於生意，小麥可遜被送到舊金山男子中學的校長家裡求學。校長布雷德利慈祥溫和、知識淵博，他發現麥可遜聰明好學，總是對世間萬物尤其是陽光很感興趣時，便引導孩子發展自然科學的興趣。
中學畢業時，布雷德利校長建議麥可遜參加美國海軍軍官學校的州內選拔，有進行先進科學實驗的機會。麥可遜參加考試，成績與另兩名同學並列第一，以為自己可能沒機會，便打算放棄這次選拔。布雷德利校長得知消息後，語重心長地說：「機會是需要自己爭取的」。
麥可遜(來源：百度)
麥可遜受到鼓勵，給白宮總統寫了一封信，信中闡述自己的處境，並表達了自己想從事科學研究的強烈願望。總統格蘭特讀信後很受感動，遂通知麥可遜直接到華盛頓安納波利斯的海軍學校報到。不久，才華出眾的麥可遜被委任為實驗室副主任。此後，他一直從事光學和光譜學研究，致力於光速的精密測量，成為光速測定的國際中心人物。
麥可遜在光學研究上的第一個重要成就是發明了以他名字命名的幹涉儀——麥可遜幹涉儀。幹涉儀是指利用各種波的疊加條紋來確定波的信息，從而取得相關物理數據的儀器。麥可遜幹涉儀是光學領域裡最常見的幹涉儀，是近代物理學的重要實驗儀器之一。不但可以用來測定微小長度、折射率和光波波長，還是傅立葉光譜議等現代光學儀器的重要組成部分，被廣泛應用於尋找太陽系外行星的探測中。
麥可遜幹涉儀示圖(來源：素材網)
麥可遜發明幹涉儀的初衷，是為了證明以太的存在，卻不想為十九世紀末經典物理學天空中的兩大「烏雲」之一——狹義相對論提供了實驗依據。
以太是古希臘人的傑作。他們認為以太比空氣更普遍，充滿於天空和宇宙。17世紀末，法國科學家笛卡爾把以太引入到經典物理學中。英國科學家牛頓則認為，存在一個與外界無關的、永遠不動的絕對空間，宇宙萬物都相對這個絕對空間進行運動。這個絕對空間就是以太的化身。後來的科學家們大都認為，聲波靠空氣傳播，水波靠水來傳播，太陽光穿過宇宙照到地球上則靠以太這種媒介來傳播。麥克斯韋建立電磁理論時，認為電磁波也靠以太來傳播。
以太到底是什麼樣的呢？誰也沒見過。儘管如此，科學家們仍然前赴後繼地做實驗和天文觀測，以驗證以太的存在，並確定它的屬性。麥可遜也是其中一員。
1879年3月，麥可遜偶然間看到麥克斯韋的一封信，信中說，希望後人能想法測出地球相對於以太的運動情況。麥可遜想：既然地球圍繞太陽的速度是每秒30千米，那麼朝地球運動的方向和與它的垂直方向同時射出一束光，兩束光相遇時一定會形成幹涉，產生幹涉條紋。可是，當他用新發明的幹涉儀進行測試時，始終沒看到預想中的幹涉條紋。
1887年，在美國化學家莫雷的幫助下，麥可遜改進實驗裝置，最終可以測出一根草每一分鐘的生長量，一根幹涉條紋百分之一的移動路線。實驗中，為了免除各種因素造成的誤差，他們把通過不同的時段進行觀測。這就是著名的麥可遜-莫雷實驗。這個實驗裡沒有出現幹涉條紋。換言之，地球相對以太的運動速度是零，與「地球圍繞太陽公轉，速度是每秒30千米」這條科學事實相悖。
麥可遜—莫雷實驗的器材(來源：維基百科)
科學界信奉了兩千多年的以太根本不存在！那牛頓所說的絕對空間也不復存在！經典物理學大廈岌岌可危！
著名科學家愛因斯坦根據「以太並不存在」的理論，在麥可遜-莫雷實驗的基礎上建立了著名的狹義相對論，把經典物理學帶到另一個層次。可以說，沒有麥可遜關於光速的基礎實驗，狹義相對論很可能沒有或很晚才出現。
麥可遜（左二）與愛國斯坦（來源：中國社科網）
從發明幹涉儀到首創麥可遜-莫雷實驗否定以太理論，麥可遜對物理學的巨大貢獻有目共睹。1907年，幾輪篩選過後，麥可遜站在了年度諾貝爾物理學獎的領獎臺上，獲獎理由是「發明精密光學儀器並藉助這些儀器在光譜學和度量學領域做出傑出貢獻」。這可算對他最公允的評價。
麥可遜雖然由於證明以太並不存在而讓他在西方科學界享譽盛名，但他一點不驕傲，反而更加謹慎、勤奮。1926年，他終於用多面旋鏡法較精確地測出了光的速度：約是30萬千米每秒！
麥可遜八面鏡測光速(來源：維基)
麥可遜在光學領域獲得諾貝爾物理學獎，這說明光學永遠是物理學的重要組成部分之一。繼麥可遜之後，又一位物理學家在光學領域大展伸手。他因為發明了彩色玻璃照相技術，使人類從黑白照相技術過渡到彩色照相時代而獲得1908年度諾貝爾物理學獎。他有何傳奇經歷？欲知後事如何，且聽下回分解。
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【參考資料】
1、 圖書《諾貝爾物理學獎一百年》，2002年上海科學普及出版社出版，作者是郭奕玲、沈慧君。
2、 論文《20世紀物理學的偉大縮影》，作者清華大學郭奕玲，《物理研究》2009年第2期。
3、 論文《關於麥可遜幹涉儀的一點探討》，作者蔣衛敏等，《寧波大學學報》2006年第3期。