光速的测定

编者按

基奇纳勋爵在评论谷瑞·德布雷早前的猜想时断言，观测结果所显示的光速随时间的轻微变慢很可能是由于误差造成的。谷瑞·德布雷在这篇文章中予以回应。他说，尽管测量光速所用的一些技术值得怀疑，但他所使用的齿轮方法不在此列。他也指出西蒙·纽科姆和阿尔伯特·迈克尔逊都曾独立地报道过类似的结果，区别仅仅在于光速减慢的变化速率不同。尽管如此现在看来似乎仍没有证据支持这个效应的存在，虽然对物理常数随时间变化的可能性仍然在探讨之中。　　英文

谷瑞·德布雷指出[1]，光速的测定结果表明它依照如下公式而变化：

c = 299,900 – 3.855 T

（1）

式中的T是自1900年以来的年份。　　英文

假定普朗克常数和受激发原子释放出的能量E保持恒定，则关系

Eλ = ch

（2）

表明光速c变化的同时必定伴随着λ与之成比例的变化。但是我们观测到红色钙谱线的波长在30年中的变化小于五百万分之一，而这只有公式（1）中变化量的0.5%。　　英文

这可能是在光速c的测量过程中存在的未知的系统误差。

基奇纳　　英文

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根据红移推断，光速在6,000年中降低了1千米/秒的数量级，或者说在30年中降低了1/600,000,000，这与基奇纳勋爵所谈到的波长的表观不变性颇为一致。由于受未知的系统误差的影响，以及观测仅持续了1/3个世纪，所以我们观测到的结果很可能远远夸大了光速减慢的速率。不过显而易见的是，所有测量结果都一致地表明这种变化的存在，而且，如果不对红移进行荒诞怪异的解释的话，那么红移就证实了这一点。　　英文

不能由于存在“未知的系统误差”而把我之前提到的表1（见本书第689页）排除在考虑的范围之外。我们知道，旋转镜方法可能会受到物理偏置的影响，但是齿轮方法就没有受到这类影响，这种齿轮方法存在的唯一问题是研究者的生理特征的影响。不过通过用光电敏感装置代替观测者的眼睛，我们就可以很容易地克服这些困难。实际上，当法国和美国共同占据了测定光速c值的全部主动性时，留给英国的只是赤裸裸的失败。难道这个国家就没有人能挽回这种局面并且从最广泛的视角来解决这个物理科学的基础问题吗？　　英文

纽科姆（1882.7∶299,860）和迈克尔逊（1882.8∶299,853）的观测结果惊人一致，如果考虑到它们是由不同的观测者用不同的装置和技术方法在不同的地点各自独立地得到的，我们甚至可以断言这些结果是极为精确的，哪怕存在着较大的或然误差。重要的是，观测日期靠后的迈克尔逊给出了较小的c值。　　英文

谷瑞·德布雷

（王耀杨　翻译；张元仲　审稿）