На этой основе была построена довольно логичная цепочка рассуждений. Представьте себе человека, едущего в поезде со скоростью х миль в час. Если человек встанет и пойдет в направлении движения поезда, т. е. к передней части состава, со скоростью п, то он будет двигаться со скоростью х + п миль в час. Если же он пойдет в обратном направлении, то общая скорость его движения составит х — п миль в час. В физике этот процесс называется «сложением векторов». Вектор используется для измерения скорости, и об этом нужно сказать отдельно.
Для физика скорость — не то же самое, что быстрота. Если «быстрота» дает ответ на вопрос «как быстро», то «скорость» показывает не только «как быстро», но и в «каком направлении». Таким образом, если пассажир движется в одном направлении с поездом, то для определения его истинной скорости нужно прибавить скорость его движения к скорости движения поезда. Но когда он идет в противоположном направлении, скорость его движения вычитается из скорости движения поезда. Таким образом, «вектор» для наших целей служит почти синонимом «скорости».
В. Новаторский эксперимент и революционная теория
Если мы хотим понять, что все это значит для теории светоносного эфира, нужно вернуться к одному научному заблуждению: ученые относились к свету точно так же, как к любой другой условной движущейся системе, для которой можно складывать или вычитать векторы движения. Они полагали, что если бы могли расщепить луч света и послать одну его часть по направлению вращения Земли, а другую в противоположную сторону, то сумели бы зафиксировать эфир с помощью простого процесса — сложения векторов.
Это требует некоторого объяснения. Эфир считался очень тонкой структурой, занимавшей стационарное положение в пространстве. Таким образом, считалось, что, когда луч света движется по направлению вращения Земли, эфир будет «дуть» над поверхностью планеты. Ученые назвали данный феномен «эфирным ветром». Этот ветер должен был замедлить световой луч, движущийся в обратном направлении, и ускорить луч, движущийся в том же направлении. Поддающаяся измерению разница скоростей света между двумя лучами, какой бы малой она ни оказалась, подтвердила бы существование эфира.
Два американских физика разработали, наверное, самый знаменитый эксперимент в физике XX века, так называемый «эксперимент Майкельсона-Морли». Для того чтобы правильно понять его, следует помнить о другом убеждении физиков в дорелятивистскую эпоху: они думали о свете, как о звуке.
