宇宙不是连续的？他要用低成本实验，颠覆时空观念(3)

霍甘和他的研究小组正在离办公室约1千米的地方建造全息干涉仪。实验中，激光束被射向40米长的真空管道（上图）。其中一套管道放置在此前用于发射粒子束的舱室中，另一套管道直接在露天铺设，延伸到一间蓝色的小屋内（中图），屋内装有反射镜和聚焦透镜组。高精度光学设备（下图）用来聚焦和引导光线。

该实验的成本之所以很低，是因为从本质上来看，它是19世纪一个著名实验的“升级版”——当年，这个实验曾颠覆了人们对存在基础的认识。19世纪初，物理学家认识到光有波动性，而那时，波已为科学家所熟知，从湖面上的涟漪到空气中的声波，所有的波动看上去都有一些共同的基本属性，比如波的传播需要介质（medium），就像雕塑需要泥巴一样，这些由实体物质（physical substrate）构成的介质，让波得以在其中传播。既然光也是一种波，那它同样需要传播介质，而且是一种充满整个宇宙的透明物质。当时的科学家将这种不可见的光介质称为以太（ether，以太原意为上层的空气，指在天上的神所呼吸的空气，在宇宙学中，以太用来表示占据天体空间的物质）。

1887年，阿尔伯特·迈克尔逊（Albert Michelson）和爱德华·莫雷（Edward Morley）设计了一个实验来寻找以太。他们建造了一台干涉仪（interferometer），这种带有两条L形光臂的仪器很适合用于测量微小变化。来自同一光源的两束光，将沿着两条光臂照射到光臂末端的镜子，再被反射回来，重新交汇于出发点。只要光通过两条光臂的时间相差约1毫秒（0.001秒），重新交汇而成的光线就会比发射时暗。迈克尔逊和莫雷构建好干涉仪后，又花了几个月时间监测光线的变化。由于地球会围绕太阳运转，地球所处的位置不同，干涉仪的两条光臂会分别与地球运动方向平行和垂直，而静止的以太只会改变光束通过垂直光臂的时间，因此只要能测量出光通过两条光臂的微小时间差，就相当于找到了以太。

当然，他们最后什么也没发现，历经数百年形成的宇宙观开始崩塌。如同燎原星火，以太概念的清除，为新观念的出现扫清了道路。没有作为介质的以太，光的传输速度就不依赖于参考系，无论你以什么状态运动都会测量出一样的光速。10多年之后，爱因斯坦就发现了这一点，提出了著名的相对论（theories of relativity）。