（1）

“光是不是波，好像对光速的测量没有什么影响。你怎么又扯到波上去了？真是咸的蛋挞！”今天有个同事对我说。

这位同事大谬！实际上，所谓对光速的精密测量，依靠的就是波的相干性能，否则所谓光速的测量，甚至想在地球上测量运动物体的发出的光的速度是否与静止物体发出的光的速度是不是有差别，基本是个不靠谱的讲法。

为什么不靠谱？让我们扰乱一下讲述故事的时间顺序，来看看1850年傅科和斐索测定光速的实验。然后，我们分析一下，在这样的测定中，所谓精确测定光速，为什么不靠谱。

（2）（http://en.wikipedia.org/wiki/Fizeau%E2%80%93Foucault_apparatus）

1849年和1850年，在Arago（http://en.wikipedia.org/wiki/Fran%C3%A7ois_Arago）的建议下，斐索（Hippolyte Fizeau）和傅科（ Léon Foucault）分别设计了光速测定的一个实验。我们来看看这两个实验。

图1 斐索的光速测定实验（http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fizeau.JPG）

先看看斐索的实验。如图1 ,聚光灯通过旋转的齿轮，将光打在了远处的镜子上，然后反射回来，通过调节齿轮转速，使光正好穿过下一个齿，然后再经过反射镜，进入一个接收望远镜。通过转速和齿间距可以计算出光穿越两个齿轮位的时间，再根据齿轮到远处反射镜的距离，可以计算出光速。这个实验是不精确的，因为，光正好穿越齿轮的时间不好精确估计。实际上，最后斐索测出的光速比真实值高了5%。

再看看傅科的实验。这个实验是在斐索的实验上改进的。如图2，仪器由一个发光的聚光灯和两个反射镜，加一个接收望远镜组成。图左光从一个可以转动的镜子上反射，然后打在一个远处的反射镜上，这个远处的反射镜离转镜有35公里。然后，如图右，发射回来的光又打在了转镜上，这时，转镜转动了$\theta$的角度，最后光进入了和聚光灯成$2\theta$角的望远镜中。在转镜的转速已知，各个距离已知，小心调节望远镜的位置和角度，接收到光，测出$2\theta$角。则根据这些已知的值和角度，就可以算出光速。

很容易计算，光走的长距离为70公里，大约花了0.23毫秒，如果转镜的转速为50转/秒，则最后可以算出镜子转了0.0115转，即$\theta$大约4度多点，那么望远镜应该放在8到9度的$2\theta$位置。

我们已经知道，地球在以太里运动的速度$v$是光速的万分之1的水平，则如果光速的计算满足伽利略叠加原理，在光的长距离来回传递的过程中，其引起的时间延迟为$35km(1/(0.9999*C)+1/(1.0001*C))$,和地球完全在以太中静止的情况相比，大约差别在20ns的水平上，测试角度上将引起千分之几秒的差别。测定到这个精度，当时几乎不可能，就是现在，不用特殊办法，也相当困难。

所以，依靠傅科的实验，想测出地球相对以太运动而引起的光速的差别，是不太可能的。从傅科最后测出的光速，我们也可以看出其精度问题。傅科的结果是298000±500公里/秒。

图2傅科测定光速的实验（图片来自http://en.wikipedia.org/wiki/File:Foucault_apparatus.JPG）

（3）

如果光是波，那么，波的相干性能，将为我们提供精妙的武器，来测量光的速度的轻微变化。著名的斐索的

流水实验和MM干涉实验，都利用了波的相干特性，虽然实验的结果并不合乎实验者的预期。

所以，下一节，我们就来谈谈光的波动理论的胜利。