Дейтон Миллер
Дейтон С. Миллер | |
|---|---|
 Около 1921 г. | |
| Рожденный | 13 марта 1866 г. Стронгсвилл, Огайо , США |
| Умер | 22 февраля 1941 г. (74 года) Кливленд, Огайо , США |
| Место отдыха | Кладбище Лейк-Вью , Кливленд, Огайо |
| Альма-матер | Принстонский университет |
| Известный | Рентгеновские лучи Теория эфира Абсолютное пространство Акустика |
| Награды | Медаль Эдварда Лонгстрета (1917) Премия Ньюкомба Кливленда (1925) Медаль Эллиота Крессона (1927) |
| Научная карьера | |
| Поля | Физик |
| Учреждения | Кейс-школа прикладных наук |
| Докторантура | Чарльз А. Янг |
Дейтон Кларенс Миллер (13 марта 1866 г. - 22 февраля 1941 г.) [1] [2] [3] [4] был американским физиком , астрономом , акустиком и опытным флейтистом- любителем . Один из первых экспериментаторов рентгеновских лучей , Миллер был сторонником теории эфира и абсолютного пространства и противником Альберта Эйнштейна теории относительности .
Он родился в Огайо в семье Чарльза Вебстера Дьюи и Вены Помрой Миллер, окончил Болдуинский университет в 1886 году и получил докторскую степень по астрономии в Принстонском университете под руководством Чарльза А. Янга в 1890 году. Всю свою карьеру Миллер посвятил преподаванию физики в Школе прикладных наук Кейса. в Кливленде, штат Огайо , в качестве заведующего физическим факультетом с 1893 года до выхода на пенсию в 1936 году. После открытия 1895 году рентгеновских лучей в Вильгельмом Рентгеном Миллер использовал электронно-лучевые трубки, построенные Уильямом Круксом, чтобы сделать некоторые из первых фотографических изображений скрытые предметы, в том числе пуля в конечности человека. Активно работая во многих научных организациях, Миллер был членом Американской академии искусств и наук и Американского философского общества . В 1920-е годы он занимал должности секретаря, вице-президента и президента Американского физического общества , а также председателя отдела физических наук Национального исследовательского совета . Миллер был одним из основателей Акустического общества Америки. (ASA) и был президентом ASA с 1931 по 1933 год. [5]
Научный вклад
[ редактировать ]Исследование эфира
[ редактировать ]В 1900 году он вместе с Эдвардом Морли начал работу по обнаружению эфирного дрейфа . [6] в то время одно из «горячих» направлений фундаментальной физики . Продолжая использовать базовый аппарат в качестве более раннего эксперимента Майкельсона-Морли , Миллер и Морли опубликовали еще один нулевой результат в 1904 году. Эти экспериментальные результаты позже были использованы в поддержку Альберта Эйнштейна теории относительности .Миллер продолжал работать над совершенствованием своих экспериментальных методов после 1904 года, проведя миллионы измерений эфирного дрейфа и, в конечном итоге, разработав самый чувствительный интерферометр в мире на тот момент.
Дейтон Миллер совершил более 326 000 оборотов интерферометра. [7] [8] [9] [10] [11] по 16 показаний каждый (более 5 200 000 измерений). Они показали небольшой дрейф (около 9 км/с, 1/3 скорости вращения Земли вокруг Солнца). При белом свете и лучах длиной 32 метра он почти всегда мог видеть один и тот же результат:
- Амплитуда смещения 0,12±0,01 полосы, несовместимая с нулем.
- Фаза сдвига, указывающая на вершину созвездия Дорадо .
Амплитудный анализ предполагает сопротивление эфира. Но фазовый анализ показывает, что Солнечная система движется в сторону созвездия Дорадо со скоростью 227 км/с.
Эти результаты были представлены Миллером как положительное указание на существование эфирного ветра. Однако эффект, который увидел Миллер, был крошечным – гораздо меньшим, чем можно было бы ожидать от неподвижного эфира. Чтобы эти результаты согласовывались с эфиром, нужно было предположить, что эфир увлекался вместе с Землей в гораздо большей степени, чем обычно предсказывали теории эфира. Столь высокие значения могут быть исключены из-за другого физического явления, такого как звездная аберрация , которая устанавливает верхние пределы величины сопротивления. Более того, это измерение было статистически далеко от любых других измерений, проводившихся в то время. Сдвиг полос примерно на 0,01 наблюдался во многих экспериментах, тогда как 0,08 Миллера больше нигде не повторялся, включая собственные эксперименты Миллера с Морли в 1904 году, которые показали смещение всего 0,015.
Основываясь на анализе ошибок, критики Миллера утверждали, что он переоценил точность своих результатов и что его измерения на самом деле идеально соответствовали нулевой маргинальной разнице — нулевому результату, который регистрировался во всех остальных экспериментах. Однако Миллер продолжал защищать свои результаты, утверждая, что вероятной причиной так называемых нулевых результатов было то, что они не проводились на высоких местах (например, на горных вершинах), где эфирный ветер (дрейф) предположительно был намного сильнее из-за чтобы уменьшить сопротивление эфира. [12]
Эйнштейн интересовался этой теорией дрейфа эфира и признал, что положительный результат существования эфира лишит законной силы специальную теорию относительности, но отметил, что высоты влияние и температуры могло стать источником ошибок в выводах. Миллер прокомментировал: [13]
Проблема профессора Эйнштейна в том, что он ничего не знает о моих результатах. [...] Он должен отдать мне должное за то, что я знал, что разница температур повлияет на результаты. В ноябре он написал мне, предлагая это. Я не настолько прост, чтобы не делать поправку на температуру.
В течение 1920-х годов был проведен ряд экспериментов, как основанных на интерферометрии , как в эксперименте Миллера, так и других, использующих совершенно другие методы, и они дали нулевой результат также . Даже в то время работу Миллера все чаще считали статистической аномалией, и это мнение остается верным и сегодня. [14] учитывая постоянно растущее количество отрицательных результатов.Например, Георг Йоос повторил эксперимент Миллера, используя очень похожую установку (плечи его интерферометра составляли 21 м против 32 м в эксперименте Миллера) и получил результаты, которые были на 1/50 величины меньше, чем у Миллера (см. Майкельсон- Эксперимент Морли#Последующие эксперименты ). Однако Миллер утверждал, что результаты экспериментов Георга Йооса объясняются тем, что они проводились на небольшой высоте внутри здания, где эфирный ветер был очень слабым. [12]
Анализ Шенкленда
[ редактировать ]В 1955 году Роберт С. Шенкленд , С.В. Маккаски, Ф.К. Леоне и Дж. Куэрти провели повторный анализ результатов Миллера. Шенкленд, возглавлявший доклад, отметил, что «сигнал», который Миллер наблюдал в 1933 году, на самом деле состоит из точек, каждая из которых представляет собой в среднем несколько сотен измерений, а величина сигнала более чем в 10 раз меньше разрешения, с которым измерения были записаны. Извлечение Миллером единственного значения для измерения статистически невозможно, данные слишком изменчивы, чтобы сказать, что «это» число лучше, чем «то» - данные, с позиции Шенкленда, подтверждают нулевой результат в такой же степени, как и положительный Миллер.
Шенкленд пришел к выводу, что наблюдаемый Миллером сигнал был частично обусловлен статистическими флуктуациями, а частично - местными температурными условиями, а также предположил, что результаты Миллера были обусловлены систематической ошибкой, а не наблюдаемым существованием эфира. В частности, он чувствовал, что Миллер не позаботился о защите от температурных градиентов в комнате, где проводился эксперимент, поскольку, в отличие от большинства экспериментов по интерферометрии, Миллер проводил свои эксперименты в комнате, где аппарат был намеренно оставлен открытым для непогоды. некоторая степень.
В анализе Шенкленда не было обнаружено статистически значимого сигнала существования эфира. Шенкленд пришел к выводу, что наблюдаемый Миллером сигнал был ложным, главным образом из-за неконтролируемых температурных эффектов, а не из-за наблюдаемого существования эфира. Кроме того, некоторые ведущие ученые сегодня утверждают, что любой сигнал, который наблюдал Миллер, был результатом эффекта экспериментатора , то есть предвзятости, вызванной желанием экспериментатора найти определенный результат, что было распространенным источником систематических ошибок в статистическом анализе результатов. данные до того, как были разработаны современные экспериментальные методы. (Этот эффект не упоминался по имени в раннем учебнике Миллера по экспериментальным методам ; см. Ginn & Company, 1903 ).
Другие начинания
[ редактировать ]Доктор Миллер опубликовал руководства, предназначенные для использования студентами в качестве пособий для решения экспериментальных задач по физике. В 1908 году интерес Миллера к акустике привел его к разработке аппарата для фотографической записи звуковых волн , названного фонодейкой . Он использовал машину для сравнения форм сигналов, создаваемых флейтами , изготовленными из разных материалов. Во время Первой мировой войны работал над физическими характеристиками волн давления больших орудий Миллер по заказу правительства . Дейтон Миллер был избран членом Национальной академии наук в 1921 году. Он был членом Национального исследовательского совета в Вашингтоне, округ Колумбия, с 1927 по 1930 год. [15]
Опубликованные работы
[ редактировать ]
- Лабораторная физика. Учебное пособие для студентов колледжей и научных школ . (Нью-Йорк: Джинн и компания, 1903 г.)
- Отрывок из письма лорду Кельвину от проф. Эдвард В. Морли и Дейтон К. Миллер. , (Философский журнал, С. 6, Т. 8. № 48, декабрь 1904 г., стр. 753–754)
- К теории экспериментов по обнаружению аберраций второй степени . (совместно с Эдвардом Морли, Philosophical Magazine, S. 6, Vol. 9. No. 53, май 1905 г., стр. 669–680)
- Отчет об эксперименте по обнаружению эффекта Фицджеральда-Лоренца (совместно с Эдвардом Морли, Труды Американской академии искусств и наук, том XLI, № 12, 1905 г.)
- Заключительный отчет об экспериментах по эфирному дрейфу (совместно с Эдвардом Морли, Science, том XXV, № 2, стр. 525, 1907 г.)
- Наука музыкальных звуков (Нью-Йорк: The Macmillan Company, 1916, переработка 1926 г.)
- Анекдотическая история науки о звуке (Нью-Йорк: The Macmillan Company, 1935)
- Звуковые волны: их форма и скорость (Нью-Йорк: The Macmillan Company, 1937).
- Искры, молнии и космические лучи (Нью-Йорк: The Macmillan Company, 1939)
- Эксперименты по эфирному дрейфу и определение абсолютного движения Земли (Обзоры современной физики 5, 203–242 (1933))
См. также
[ редактировать ]Ссылки и внешние ссылки
[ редактировать ]- ^ Роберт С. Шенкленд , «Дейтон Кларенс Миллер: физика через пятьдесят лет».
- ^ Харви Флетчер, « Биографические мемуары Дейтона Кларенса Миллера 1866-1941 », Биографические мемуары Национальной академии наук США , V23, N3, 16 стр. (1943).
- ^ Некролог, Энциклопедия истории Кливленда
- ^ Уильям Дж. Мейнард, Дейтон К. Миллер: его жизнь, работа и вклад в качестве ученого и органолога , магистерская диссертация, Университет Лонг-Айленда, 1971).
- ^ Фаррелл, Дэн (11 октября 2019 г.). «СЕМЬДЕСЯТ ПЯТЬ ЛЕТ ИСТОРИИ АКУСТИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА АМЕРИКИ - Чарльз Э. Шмид и Элейн Моран» . Акустика сегодня . Проверено 1 августа 2023 г.
- ^ Генри Т. Эдди, Эдвард В. Морли и Дейтон К. Миллер, «Скорость света в магнитном поле» , Physical Review (серия I) , т. 7, № 5, стр. 283–295 (декабрь 1898).
- ^ Дейтон К. Миллер, «Эксперименты по эфирному дрейфу в солнечной обсерватории Маунт-Вилсон» , Physical Review (серия II) , т. 19, № 4, стр. 407–408 (апрель 1922 г.).
- ^ Дейтон К. Миллер, «Значение экспериментов по эфирному дрейфу 1925 года на горе Вильсон», Обращение президента Американского физического общества, Science , V63, стр. 433–443 (1926). Документ о премии AAAS.
- ^ Дейтон К. Миллер, «Эксперименты по эфирному дрейфу на горе Вильсон в феврале 1926 года», Национальная академия наук , Вашингтон (апрель 1926 года) { «Протокол Вашингтонской встречи 23 и 24 апреля 1926 года» , Physical Review (серия II ), т. 27, № 6, стр. 812 (июнь 1926 г.)}.
- ^ Дейтон К. Миллер, «Эксперимент по эфирному дрейфу и определение абсолютного движения Земли» , Rev. Mod. Физ. , Т. 5, № 3, стр. 203–242 (июль 1933 г.).
- ^ Джордж Джус и Дейтон К. Миллер, «Заметка о повторении эксперимента Майкельсона-Морли» , Physical Review (серия II) , т. 45, № 2, стр. 114 (январь 1934 г.).
- ^ Перейти обратно: а б Миллер не согласен с Джусом. Архивировано 4 ноября 2013 г. в Wayback Machine . 1934: Дейтон Миллер и Георг Йоос, «Письма в редакцию», Physical Review, Vol. 45, с. 114, 15 января 1934 г.
- ↑ Кливлендский равнинный дилер, 27 января 1926 г.
- ^ Робертс, Томас Дж. (2006). «Объяснение аномального результата Дейтона Миллера о« эфирном дрейфе »». arXiv : физика/0608238 .
- ^ Академия наук Огайо . Архивировано 6 февраля 2006 г. в Wayback Machine .
Основной
- « Дейтон Кларенс Миллер ». Сегодня в Науке 13 марта – роды.
- « Образы Дейтона Миллера ». Американский институт физики, 2003.
- Уильям Фикингер «Волны Миллера» неофициальная научная биография 2011.
Другие начинания
- Онлайн- коллекция Дейтона К. Миллера и полная коллекция в Библиотеке Конгресса .
- Коллекция акустики Дэйтона Миллера, заархивированная 6 января 2007 г. в Wayback Machine , с описанием его исследований в области акустики.
- « Фонодейк ». Наука о музыкальных звуках.
- « Исследования профессора Дейтона Миллера в области акустики. Архивировано 29 апреля 2004 г. в Wayback Machine ». Технические науки E-129.
- « Рентгеновские трубки Крукса » Центр истории медицины Диттрика, Университет Кейс Вестерн Резерв. 2004.
