波似乎总要在某种东西里传播

水波需要水，声音需要空气。既然光被证明是电磁波，十九世纪物理学家自然设想整个宇宙充满“发光以太”。地球绕太阳运动，应当像船穿过水那样感到以太风。

迈克耳孙擅长把光变成精密尺。他设计干涉仪，将一束光分成互相垂直的两路，往返后再叠加。如果一路顺着以太风、另一路横着走，它们所需时间应略有不同，干涉条纹就会移动。

仪器转动，条纹几乎不动

1887 年，迈克耳孙与化学家莫雷把装置放在厚重石台上，再让石台漂在水银槽中，以便平稳旋转。这样同一条光路会轮流朝向假想以太风，许多系统误差也能被比较抵消。

预期位移没有出现。结果不是绝对的“什么都没有”，而是小到无法支持当时朴素的静止以太模型。研究者提出物体沿运动方向收缩、以太被拖曳等解释。迈克耳孙本人也没有因此立刻放弃以太。

干涉仪光路 科学模型图 source source splitter splitter M1 M1 M2 M2 eyepiece eyepiece 时间平均光强 = 0.5 Imax; Δφ = -90° 时间平均光强 = 0.5 Imax; Δφ = -90°
时间 0fs 动画已调整播放速度，时间读数仍为真实物理时间。
在 Studio 中修改
图示说明

动态物理图：michelson_morley_interferometer；展示时间。

图中把两条往返光程写成 2 m2\,\mathrm{m} 和 2.00000015 m2.00000015\,\mathrm{m}，相差 0.15 μm0.15\,\mu\mathrm{m}，正好是所用 0.6 μm0.6\,\mu\mathrm{m} 波长的四分之一，因此两束光到达目镜时相差 90∘90^\circ。沿两条光路移动的短线表示载波相位；一个真实周期只有 2 fs2\,\mathrm{fs}，播放器只是把它慢放到 3 秒。目镜中的条形读数表示时间平均光强，所以不会跟着光学载频闪烁。真实实验寻找的也不是这种极速闪烁，而是转动装置后两条有效光程差是否改变，从而让平均干涉图样发生可测位移；这张图保持光程不变，只解释一次相干叠加。

1905 年，爱因斯坦从不同起点建立狭义相对论，不需要以太来规定绝对静止。迈克耳孙-莫雷实验后来成为这场转变的标志，却不应被写成一项实验当场“证明了相对论”。历史更缓慢：一个可靠的零结果不断缩小旧理论可以藏身的空间。

实验的力量不只在测到预期。仪器足够灵敏、误差经过控制后，没有出现的条纹本身也会成为事实。

史料与延伸阅读