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当时年仅25岁的美国物理学家迈克尔逊刚好在美国航海年历局，看到这封信受到了启发。他发明了一种利用光的干涉现象精密测量距离的仪器一干涉仪，能够用它测出互相垂直的二束相干光的速度差异。这个仪器的主要部分是一个半透明的镜子，二个分别放在与光源水平和垂直相等距离上的反射镜。一束光照射到半透明的镜子上，一部分穿透镜子，一部分被反射，分离成了互相垂直的二束相干光，分别射到二个反射镜上。这二束光波再分别反射回来，互相重叠时，就会出现干涉条纹：在某些区域加强，在另一些区域则削弱，形成稳定的明暗条纹。如果二束光分别在干涉仪等长的水平臂和垂直臂上往返时间出现微小的差异，就会使干涉条纹发生变化。
如果干涉条纹发生变化，有可能是以太风引起的，也有可能是仪器误差引起的。例如水平臂和垂直臂长度存在微小的差异，也会让光的传播时间出现差异。迈克尔逊想到了一个巧妙的办法解决长度误差问题：他让水平臂和垂直臂的位置对调，让它们交替地处在和地球运动方向平行和垂直的位置上，比较在对调前后的干涉条纹有无变化，这样就可以消除长度误差产生的差异。1881年，迈克尔逊做了第一个以太漂移实验。1887年，迈克尔逊和莫雷合作，对仪器进行了改进，进一步减少误差，重复了实验。
这个实验后来被称为史上最著名的失败实验。后人在提及这个实验时，有一些不准确的说法。比如说这个实验未能发现二束光的速度有差异。实际上，他们测量到了微小的差异，但是远小于预期的结果。
另一种说法是，迈克尔逊做这个实验的目的是为了验证以太是否存在。实际上这并非迈克尔逊的目的和当时其他物理学家一样，迈克尔逊已假定以太的存在，他只是想要测量出以太存在会产生的影响，但是未能得到预期的结果。从这个意义上说，它是一个失败的实验。
还有一种说法，这个失败的实验证明了以太不存在，宣布了以太的死刑。但是迈克尔逊、莫雷和当时的物理学家都不这么看。他们仍然相信以太的存在，迈克尔逊一莫雷实验没能测量到以太的作用，应该有别的解释。一种解释是，地球在运动时带着周围的以太一起运动，这样在地球上就不存在以太风，迈克尔逊一奠雷实验也就测不出光速的差异。
另一种解释是爱尔兰物理学家菲茨杰拉德和荷兰物理学家洛伦兹先后在1889年和1891年独立地提出来的。他们指出，当物体运动时，物体内的电磁力会让运动方向上的物体长度缩短。因此，在迈克尔逊一莫雷实验中，与地球运动方向平行的水平臂长度会变短，让光程也变短，刚好抵消了以太风对光速的影响，以太风的作用也就测量不出来了。洛伦兹提出这个解释的时间虽然比菲茨杰拉德晚，但是做了更系统的阐述并给出了公式，因此这个解释有时被称为洛伦兹收缩。
还有一些人则改进以太风实验，试图得到预想的结果，但是都失败了。莫雷在1905年与米勒合作改进实验，据说得到非常确定的阳性结果，但是仍然过小。就在这一年，爱因斯坦发表了狭义相对论，从一个全新的角度解决了以太的问题。
1905年被称为爱因斯坦的“奇迹年”。这一年，还在专利局当职员的爱因斯坦接连发表了4篇影响深远的论文，解决了困扰当时物理学界的一些最重要难题，改变了我们对时间、空间、物质和光的看法。其中最著名的是第3篇论文，它提出了狭义相对论。虽然迈克尔逊一莫雷的以太风实验后来经常被作为昭示相对论的关键实验介绍，但是爱因斯坦提出相对论并不是为了解释该实验的结果。它只是当时一系列关于以太的实验之一而已，爱因斯坦并没有认真对待它。
这是一篇非常奇特的论文。它没有引用任何文献，只提到了5个前辈科学家的名字：牛顿、麦克斯韦、赫兹、多普勒和洛伦兹。前面提到，洛伦兹为了解释迈克尔逊一莫雷以太风实验的“零结果”，根据麦克斯韦方程推导出当物体运动时，物体内的电磁力会让运动方向上的物体长度缩短，因而抵消了以太风的影响。这套方程式被称为洛伦兹变换。爱因斯坦认为洛伦兹变换反映了更普遍的自然规律，而不是电磁力的作用。
相对性原理最早是伽利略提出来的，它认为对于任何不做加速运动的参照系(即惯性参照系)，运动定律都是等价的。从麦克斯韦方程可以得出，光在真空中总是以恒定的速度(每秒30万千米)传播。如果电磁现象也适用相对性原理的话，那么不管是在快车还是在慢车上测量光速，测得的结果都应该是相同的。但是根据经典力学，这是不可能的，因为任何物体运动速度的测量结果和参照系的选择有关。
这样，相对性原理和光速不变原理就出现了矛盾，要么相对性原理不对，要么麦克斯韦电磁规律不对。因此当时的物理学家认为电磁规律不适用相对性原理，麦克斯韦电磁理论只在相对以太静止，也就是相对绝对空间静止的参照系中才成立。但是爱因斯坦认为相对性原理和光速不变原理都是成立的，只不过我们必须改变绝对时空的观念。
把相对性原理和光速不变原理结合起来，就能推导出洛伦兹变换，由此又可以推导出一些奇怪结果。例如运动物体的长度收缩、时间变慢效应。时空变成相对的了。经典力学假定存在一个对所有的观察者来说都是一样的绝对空间和时间。假设有人在路边射箭，甲在旁边观看，他看到射手和靶之间的距离是10米(空间间隔)，箭从射出到中靶用了1秒(时间间隔)。乙在行驶的车上同时观看了整个过程。乙看到的结果会和甲一样吗?常识和经典力学都认为是一样的，都是10米和1秒。爱因斯坦则认为这个常识是不对的，根据相对论可以算出甲和乙看到的空间间隔和时间间隔实际上并不一样。空间和时间是相对的，取决于观察者所在的参照系。如果绝对时空不存在，那么就无需假定存在弥漫太空的以太作为绝对参照系。在狭义相对论中，以太成了多余的东西。如果以太不存在，迈克尔逊一莫雷的以太风实验当然只能获得“零结果”。
在同一年，爱因斯坦发表有关光电效应的研究结果，从另一方面解决了以太的问题。1887年，赫兹发现光照射到金属上时，金属会发射出电子，称为光电效应。1902年，匈牙利一德国物理学家勒纳指出光电效应是金属中的电子吸收了入射光的能量而逸出的现象，并发现逸出的电子能量高低与入射光的强度无关，而随着光的频率增加而增高，这个发现没法用光的波动理论来解释。但是如果把光看成是由粒子组成的能量流，就可以解释光电效应。这样，光就可以当成是具有波的性质粒子，粒子是不需要靠媒介来传播的，光波的传播也就不需要以太这种介质了。以太存在的另一个理由也消失了。
但是要人们彻底地埋葬一个沿用已久的传统观念并不容易。直到现在还有人时不时地试图复活以太，即使他们所谓的“以太”和历史上的“以太”除了名称相同，没有任何别的关联。不过，对大多数物理学家来说，“以太”已和“燃素”、“热素”一样，成为了过时的概念。以前的物理学家相信寻找以太的历史成了反面教材，在某些人看来似乎是一种可笑的愚蠢举动，这种看法并不公平。在19世纪，物理学家有很好的理由相信以太的存在。以太风实验没能检测到以太的作用，也还可以有别的合乎逻辑的解释，并没有否定以太的存在。甚至相对论也只是认为假定以太的存在是多余的，并没有否定以太的存在。只有在经过了多年的实验和辩论以后，物理学家们才逐渐有了比较一致的看法，既然以太无法被检测到，也难以解释其奇隆的性质，还不如抛弃这个概念，更加简单。“不应无必要地增加实体”，中世纪英国哲学家威廉·奥卡姆曾经写下这句被称为奥卡姆剃刀的简短格言，后来也被当做科学研究和理性思维的一条原则。以太的概念在现在就是被奥卡姆剃刀给“喀嚓”掉的，我们不再相信以太的存在，因为没有必要假设以太的存在。
(张小宁 插图)
如果干涉条纹发生变化，有可能是以太风引起的，也有可能是仪器误差引起的。例如水平臂和垂直臂长度存在微小的差异，也会让光的传播时间出现差异。迈克尔逊想到了一个巧妙的办法解决长度误差问题：他让水平臂和垂直臂的位置对调，让它们交替地处在和地球运动方向平行和垂直的位置上，比较在对调前后的干涉条纹有无变化，这样就可以消除长度误差产生的差异。1881年，迈克尔逊做了第一个以太漂移实验。1887年，迈克尔逊和莫雷合作，对仪器进行了改进，进一步减少误差，重复了实验。
这个实验后来被称为史上最著名的失败实验。后人在提及这个实验时，有一些不准确的说法。比如说这个实验未能发现二束光的速度有差异。实际上，他们测量到了微小的差异，但是远小于预期的结果。
另一种说法是，迈克尔逊做这个实验的目的是为了验证以太是否存在。实际上这并非迈克尔逊的目的和当时其他物理学家一样，迈克尔逊已假定以太的存在，他只是想要测量出以太存在会产生的影响，但是未能得到预期的结果。从这个意义上说，它是一个失败的实验。
还有一种说法，这个失败的实验证明了以太不存在，宣布了以太的死刑。但是迈克尔逊、莫雷和当时的物理学家都不这么看。他们仍然相信以太的存在，迈克尔逊一莫雷实验没能测量到以太的作用，应该有别的解释。一种解释是，地球在运动时带着周围的以太一起运动，这样在地球上就不存在以太风，迈克尔逊一奠雷实验也就测不出光速的差异。
另一种解释是爱尔兰物理学家菲茨杰拉德和荷兰物理学家洛伦兹先后在1889年和1891年独立地提出来的。他们指出，当物体运动时，物体内的电磁力会让运动方向上的物体长度缩短。因此，在迈克尔逊一莫雷实验中，与地球运动方向平行的水平臂长度会变短，让光程也变短，刚好抵消了以太风对光速的影响，以太风的作用也就测量不出来了。洛伦兹提出这个解释的时间虽然比菲茨杰拉德晚，但是做了更系统的阐述并给出了公式，因此这个解释有时被称为洛伦兹收缩。
还有一些人则改进以太风实验，试图得到预想的结果，但是都失败了。莫雷在1905年与米勒合作改进实验，据说得到非常确定的阳性结果，但是仍然过小。就在这一年，爱因斯坦发表了狭义相对论，从一个全新的角度解决了以太的问题。
1905年被称为爱因斯坦的“奇迹年”。这一年，还在专利局当职员的爱因斯坦接连发表了4篇影响深远的论文，解决了困扰当时物理学界的一些最重要难题，改变了我们对时间、空间、物质和光的看法。其中最著名的是第3篇论文，它提出了狭义相对论。虽然迈克尔逊一莫雷的以太风实验后来经常被作为昭示相对论的关键实验介绍，但是爱因斯坦提出相对论并不是为了解释该实验的结果。它只是当时一系列关于以太的实验之一而已，爱因斯坦并没有认真对待它。
这是一篇非常奇特的论文。它没有引用任何文献，只提到了5个前辈科学家的名字：牛顿、麦克斯韦、赫兹、多普勒和洛伦兹。前面提到，洛伦兹为了解释迈克尔逊一莫雷以太风实验的“零结果”，根据麦克斯韦方程推导出当物体运动时，物体内的电磁力会让运动方向上的物体长度缩短，因而抵消了以太风的影响。这套方程式被称为洛伦兹变换。爱因斯坦认为洛伦兹变换反映了更普遍的自然规律，而不是电磁力的作用。
相对性原理最早是伽利略提出来的，它认为对于任何不做加速运动的参照系(即惯性参照系)，运动定律都是等价的。从麦克斯韦方程可以得出，光在真空中总是以恒定的速度(每秒30万千米)传播。如果电磁现象也适用相对性原理的话，那么不管是在快车还是在慢车上测量光速，测得的结果都应该是相同的。但是根据经典力学，这是不可能的，因为任何物体运动速度的测量结果和参照系的选择有关。
这样，相对性原理和光速不变原理就出现了矛盾，要么相对性原理不对，要么麦克斯韦电磁规律不对。因此当时的物理学家认为电磁规律不适用相对性原理，麦克斯韦电磁理论只在相对以太静止，也就是相对绝对空间静止的参照系中才成立。但是爱因斯坦认为相对性原理和光速不变原理都是成立的，只不过我们必须改变绝对时空的观念。
把相对性原理和光速不变原理结合起来，就能推导出洛伦兹变换，由此又可以推导出一些奇怪结果。例如运动物体的长度收缩、时间变慢效应。时空变成相对的了。经典力学假定存在一个对所有的观察者来说都是一样的绝对空间和时间。假设有人在路边射箭，甲在旁边观看，他看到射手和靶之间的距离是10米(空间间隔)，箭从射出到中靶用了1秒(时间间隔)。乙在行驶的车上同时观看了整个过程。乙看到的结果会和甲一样吗?常识和经典力学都认为是一样的，都是10米和1秒。爱因斯坦则认为这个常识是不对的，根据相对论可以算出甲和乙看到的空间间隔和时间间隔实际上并不一样。空间和时间是相对的，取决于观察者所在的参照系。如果绝对时空不存在，那么就无需假定存在弥漫太空的以太作为绝对参照系。在狭义相对论中，以太成了多余的东西。如果以太不存在，迈克尔逊一莫雷的以太风实验当然只能获得“零结果”。
在同一年，爱因斯坦发表有关光电效应的研究结果，从另一方面解决了以太的问题。1887年，赫兹发现光照射到金属上时，金属会发射出电子，称为光电效应。1902年，匈牙利一德国物理学家勒纳指出光电效应是金属中的电子吸收了入射光的能量而逸出的现象，并发现逸出的电子能量高低与入射光的强度无关，而随着光的频率增加而增高，这个发现没法用光的波动理论来解释。但是如果把光看成是由粒子组成的能量流，就可以解释光电效应。这样，光就可以当成是具有波的性质粒子，粒子是不需要靠媒介来传播的，光波的传播也就不需要以太这种介质了。以太存在的另一个理由也消失了。
但是要人们彻底地埋葬一个沿用已久的传统观念并不容易。直到现在还有人时不时地试图复活以太，即使他们所谓的“以太”和历史上的“以太”除了名称相同，没有任何别的关联。不过，对大多数物理学家来说，“以太”已和“燃素”、“热素”一样，成为了过时的概念。以前的物理学家相信寻找以太的历史成了反面教材，在某些人看来似乎是一种可笑的愚蠢举动，这种看法并不公平。在19世纪，物理学家有很好的理由相信以太的存在。以太风实验没能检测到以太的作用，也还可以有别的合乎逻辑的解释，并没有否定以太的存在。甚至相对论也只是认为假定以太的存在是多余的，并没有否定以太的存在。只有在经过了多年的实验和辩论以后，物理学家们才逐渐有了比较一致的看法，既然以太无法被检测到，也难以解释其奇隆的性质，还不如抛弃这个概念，更加简单。“不应无必要地增加实体”，中世纪英国哲学家威廉·奥卡姆曾经写下这句被称为奥卡姆剃刀的简短格言，后来也被当做科学研究和理性思维的一条原则。以太的概念在现在就是被奥卡姆剃刀给“喀嚓”掉的，我们不再相信以太的存在，因为没有必要假设以太的存在。
(张小宁 插图)