阿爾伯特·邁克耳孫
阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克耳孫（英語：Albert Abraham Michelson，1852年12月29日—1931年5月9日），又譯「邁克生」、「邁克耳遜」，波蘭裔美國藉物理學家，以測量光速而聞名，尤其是邁克耳孫-莫雷實驗。邁克耳孫是1907年諾貝爾物理學獎獲得者，也是美國芝加哥大學物理系的創立者及第一任系主任。[1][2][3]
阿爾貝特·邁克耳孫 Albert Michelson | |
|---|---|
 | |
| 出生 | 1852年12月29日 普魯士王國史翠諾（今屬波蘭） |
| 逝世 | 1931年5月9日 美國加利福尼亞州帕薩迪納 |
| 居住地 | 美國 |
| 國籍 | 美國 |
| 母校 | 美國海軍學院 柏林大學 |
| 知名於 | 光速 邁克耳孫-莫雷實驗 |
| 獎項 | 科普利獎章（1907年） 諾貝爾物理學獎（1907年） |
| 科學生涯 | |
| 研究領域 | 物理學家 |
| 機構 | 凱斯西儲大學 克拉克大學 芝加哥大學 |
| 博士導師 | 赫爾曼·馮·亥姆霍茲 |
| 博士生 | 羅伯特·密立根 |
| 簽名 | |
 | |
生平
編輯邁克耳孫出生在波蘭的小鎮史翠諾（當時屬於普魯士帝國的波茲南省）的一個猶太商人家庭。在他還只有兩歲時全家移民美國，跟隨着作為商人的父親，他的成長大致上經歷了加利福尼亞的礦業小鎮Murphy、內華達州的弗吉尼亞城。
1869年，邁克耳孫進入美國海軍學院（位於馬里蘭州首府安納波利斯），並於1873年畢業。邁克耳孫早先就着迷於科學，特別是光速的測量問題。1881年，海軍委派他到歐洲學習兩年。1883年，他接受了凱斯西儲大學（位於俄亥俄州克利夫蘭）的邀請，成為那裡的物理教授，並專心研究改進干涉儀。1887年他利用這種干涉儀，和愛德華·莫雷共同進行了著名的邁克耳孫-莫雷實驗，這個試驗排除了以太的存在。後來，他又轉而用天文光學干涉測量法進行對恆星的直徑和雙星間距離的測量。
1889年開始，他在麻薩諸塞州伍斯特的克拉克大學任教授。1892年被指派到一個全新的大學——芝加哥大學任物理學系第一任主任。1907年，邁克耳孫因為「發明光學干涉儀並使用其進行光譜學和基本度量學研究」而成為美國第一個諾貝爾物理學獎獲得者；同年，他獲得了科普利獎章。1916年和1923年，他還分別獲得了亨利·德雷伯獎章和皇家天文學會金質獎章。
月球上的邁克耳孫環形山是以他的名字命名。
邁克耳孫於1931年5月9日逝世於加利福尼亞的帕薩迪納。
光速的測量
編輯早期
編輯早在1877年，還是美國海軍辦事員時，邁克耳孫就開始改進萊昂·傅科的旋轉鏡片法，以測量光速。1878年，他大大改進了儀器，並進行了一些初步測量。他的這些研究引起了當時的航海星曆局（Nautical Almanac Office）主任西蒙·紐康的注意。紐康自己在這方面已經有比較深入的研究計劃。1879年，邁克耳孫公布了他的測量結果（299,910±50 km/s），隨後就前往華盛頓特區加入紐康，開始了他們的長時間的專業合作和個人友誼。
此時紐康的科研資金充足，又有邁克耳孫的加入，很快得出了新的觀測值（299,860±30 km/s），正好在邁克耳孫的結果的（誤差）臨界值上。邁克耳孫也不斷改進他的方法，在1883年發表了新的測量結果 299,853±60 km/s，與他導師的數字非常接近。
威爾遜山
編輯1906年，美國國家標準局的 E. B. Rosa 和 N. E. Dorsey 利用一種新型的電學方法獲得了299,781±10 km/s的光速值。雖然這個結果後來被證明是（由於當時的電氣標準）有嚴重偏頗的，但這似乎也開始了測量值寧低勿高的風氣。
從1920年起，邁克開始規劃從威爾遜山天文台的最終測量，所用的基線延伸到Lookout Mountain，一個約22英里遠的位於聖安東尼奧山（「老禿子」）南部山脊的突出的腫塊。
1922年，美國海岸和大地測繪組開始了為期兩年的辛苦的基線測量，使用市面上新近研發的不脹鋼鋼條。利用1924年建立的基線長度，光速測量在接下來的兩年內得以進行，獲得299,796±4 km/s的公布值。[4]
此次光速測量十分著名，但也飽受問題困擾，其中最大的問題是森林火災導致的煙霧，模糊了反射的鏡像。另外，深入細緻的大地測量，儘管估計誤差小於百萬分之一，也很可能由於1925年6月29日的聖巴巴拉地震（約里氏6.3級）導致的基線偏移而受到了影響。
今日耳熟能詳的邁克爾遜-莫雷實驗在當時就對學界有很大的影響；愛因斯坦就是使用相似的光學儀器，證實了他的廣義相對論和狹義相對論。這些精密的儀器以及相關的合作，離不開同時代物理學家代頓·米勒，亨德里克·洛倫茲和羅伯特·森蘭的參與。
邁克耳孫、皮斯和皮爾森
編輯天文干涉儀
編輯1920年到1921年間，邁克耳孫和皮斯在人類史上首次測量出太陽以外的星體的直徑。他們在威爾遜山天文台用天文光學干涉儀測量出紅巨星參宿四的直徑。在此之後，邁克耳孫繼續在對恆星直徑和雙星間距離的測量上花費了更多的精力。
引用和注釋
編輯- ^ Albert A. Michelson, Physics. www.lib.uchicago.edu. [2019-08-02]. （原始內容存檔於2017-10-21）.
- ^ Guide to the Albert A. Michelson Papers 1891-1969. www.lib.uchicago.edu. [2019-08-02]. （原始內容存檔於2019-09-07）.
- ^ Michelson, Albert A. (Albert Abraham), 1852-1931. history.aip.org. [2019-08-02]. （原始內容存檔於2019-03-22）.
- ^ Garner, C. L., Captain (retired). A Geodetic Measurement of Unusually High Accuracy (PDF). U.S. Coast and Geodetic Survey Journal (Coast and Geodetic Survey). April 1949: 68–74 [August 13, 2009]. （原始內容 (PDF)存檔於2009-03-25）.
參考資料
編輯- Livingston, D. M. (1973). The Master of Light: A Biography of Albert A. Michelson ISBN 0-226-48711-3 - biography by Michelson's daughter
- 諾貝爾獎官方網站關於阿爾伯特·邁克耳孫生平介紹 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- 邁克耳孫著作的電子版可以從古登堡計劃獲得：Experimental Determination of the Velocity of Light （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）