100年前，他们用5分钟证明了相对论(3)

最著名的“失败”实验
但是波动说还没有完全取得胜利。在那个年代，波动说的解释依赖以太的存在，可是以太又是什么样子？
19 世纪的物理学家并不怀疑以太的存在，只是在解释它的性质方面遇到了重重困难。比如，偏振现象表明光存在相对于传播方向的横向振动，这说明以太是一种弹性固体，因为在空气这样的弹性流体中不会发生这样的现象。但是，如果以太是一种固体，那么行星又怎么能穿过它呢？
为了检验以太的性质，1887 年，在美国的克利夫兰进行了著名的迈克尔逊-莫雷实验，由阿尔伯特·迈克尔逊（Albert Michelson，1852-1931）和爱德华·莫雷（Edward Morley，1838-1923）设计。实验的原理很简单：如果地球在以太中运动，那么当光线顺着以太运动时，它的速度应当比逆行的时候要快，就像顺着水流游泳要更轻松一样。
为了保证实验装置处在水平、稳定的位置，迈克尔逊和莫雷将它安放在一块漂浮在水银中的大理石板上。他们让一束光从光源（a）出发，经过一面与光传播方向成 45 度角的半透明分光镜（b），镜片让一部分光直接通过，另一部分光被反射，分别到达两面镜子（c、d）。如果光束到达两面镜子并返回的时间不同，就会出现相位差，最终在中间形成干涉条纹。并且随着仪器转动，光的路径与以太流动方向的相对位置发生变化，那么干涉条纹应当会发生移动。

迈克尔逊-莫雷实验原理图。图片来源：Wikipedia
但是，尽管多次重复实验，迈克尔逊和莫雷并没有发现干涉条纹的明显移动。在当时的实验物理学家们看来，实验结果证明了以太与地球相对静止，这令他们感到十分困惑。
到迈入 20 世纪之时，绝对温标的发明者开尔文说：“两朵乌云……遮蔽了把光和热断定为运动形式的动力学理论的美丽和明晰。”其中一朵乌云指黑体辐射，另一朵就是还未找到理想解释的迈克尔逊-莫雷干涉实验。