麥克爾遜--莫雷實驗

 邁克爾遜---莫雷實驗測到的以太漂移速度為零，這是人們沒有意料到的，對以太理論是一個沉重的打擊，被人們稱為是籠罩在19世紀物理學上空的一朵烏雲。
        邁克爾遜設計出了一種方法，用相互垂直的兩束光產生干射來比較光速的差異，實驗的精度可達億分之一，有可能檢測到以太的漂移速度。邁克爾遜擅長光學測量，1880年他在柏林大學的赫姆霍茲實驗室開始籌劃用干涉方法進行以太漂移速度的實驗。他的構思很巧妙，時間差的改變將導致干涉條紋移動個條紋。邁克爾遜根據已知數據推測干涉條紋移動0.04個，這在實驗技術上是可能觀測到的。

<初試>
        當時邁克爾遜的條件很差。他以有限的經費購買到了光學元件，支架只好利用現成的產品。所有光學元件都是用蠟封在支架上，調節非常費事。特別是支架怕震。一有震動，干涉條紋的移動會大大超過預期值。
        開始，邁克爾遜在柏林大學做實驗，因震動太大，無法進行觀測，乃改到波茨坦天文臺的地下室。實驗在1881年4月完成。可是，出乎意外的，他看到的條紋移動遠比預期值小，而且所得結果與地球運動沒有固定的相位關係。於是，邁克爾遜大膽地作出結論:"結果只能解釋為干涉條紋沒有位移。可見，靜止以太的假設是不對的。"

<再試>
        邁克爾遜和莫雷在1886年將光學儀器安裝在大石板上，石板浮在水銀槽上，可以自由地旋轉方向。光路經多次反射，延長為11米這和1881年的裝置相比，穩定性大為改善，精確度也有很大的提高。他們滿懷信心，認為這一次一定有把握測出以太漂移速度。
        然而，1887年7月，他們在美國克立夫蘭(Cleveland)州的阿德爾伯特(Adelbert)學院的主樓底層正式開始實驗，一共用了四天時間，得到的結果仍然是零。
        開爾文在1900年說這是19世紀籠罩在熱光動力理論上空的兩朵烏雲中的一朵。

<三試>
        1897年，邁克爾遜在芝加哥大學實驗大廳第三次做干涉儀實驗。他設計了一臺巨大的干涉儀，高15米，長61米，吊在實驗大廳的天花板上。為了防止空氣干擾，整個光路用鐵管密封，抽去空氣(氣壓低到百分之一大氣壓)。得到的結果又是零。

<嚴謹的作風(重覆多次的測試)>
        1904年莫雷和密勒另做了一套鋼製底座。干涉儀光路達64米，靈敏度又有所提高，做工精細，調節方便。然而，實驗結果比1887年邁克爾遜和莫雷所得更接近於零。
        邁克爾遜自己也帶領兩名助手設計了一臺特殊的干涉儀，從1926年起，先後做了三次大規模的邁克爾遜--莫雷實驗，第二次做於1927年秋，主要的改進是令光從轉盤軸的上方投射到干涉儀的光路，並隨干涉儀一起轉動。觀察者也從轉盤軸的上方經測微目鏡進行觀測，這樣就避免了光源和觀察者的可能干擾。第三次，邁克爾遜也把龐大的干涉儀系統安裝在威爾遜山上。但是，"做了數百次觀察，全部和以前的研究一樣得到的是負結果。"
        邁克爾遜當然希望親自觀測到以太漂移的正效應，但是他抱著嚴肅的科學態度從事實驗，不牽強附會，1929年鄭重宣佈沒有發現絕對速度。這件事對肯定狹義相對論的正確性是很有意義的。