Dayton Miller - Dayton Miller

Dayton C. Miller
Dayton Miller 1921 crop.jpg
Około 1921
Urodzony ( 1866-03-13 )13 marca 1866 r
Strongsville, Ohio , USA
Zmarły 22 lutego 1941 (1941-02-22)(w wieku 74)
Stany Zjednoczone
Miejsce odpoczynku Cmentarz Lake View , Cleveland, Ohio , USA
Alma Mater Uniwersytet Princeton
Znany z Promieniowanie rentgenowskie
Teoria
eteru Przestrzeń absolutna
Akustyka
Nagrody Medal Edwarda Longstretha (1917)
Nagroda Newcomb Cleveland (1925)
Medal Elliotta Cressona (1927)
Kariera naukowa
Pola Fizyk
Instytucje Case School of Applied Science
Doradca doktorski Karol A. Young

Dayton Clarence Miller (13 marca 1866 – 22 lutego 1941) był amerykańskim fizykiem , astronomem , akustykiem i znakomitym flecistą amatorem . Wczesnym eksperymentator z promieniami rentgenowskimi , Miller był zwolennikiem eterze teorii i absolutnej przestrzeni i przeciwnik Albert Einstein „s teorii względności .

Urodzony w Ohio jako syn Charlesa Webstera Deweya i Wiednia Pomeroya Millera, ukończył Baldwin University w 1886 roku i uzyskał doktorat z astronomii na Uniwersytecie Princeton pod kierunkiem Charlesa A. Younga w 1890 roku. Miller spędził całą swoją karierę ucząc fizyki w Case School of Applied Science w Cleveland, Ohio , jako kierownik wydziału fizyki od 1893 do przejścia na emeryturę w 1936. Po odkryciu promieni rentgenowskich przez Wilhelma Röntgena w 1895, Miller użył lamp katodowych zbudowanych przez Williama Crookesa do wykonania jednych z pierwszych zdjęć ukryte przedmioty, w tym kulę w kończynie mężczyzny. Aktywny w wielu organizacjach naukowych Miller był członkiem Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk oraz Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego . W latach dwudziestych pełnił funkcję sekretarza, wiceprezesa i prezesa Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego oraz przewodniczącego wydziału nauk fizycznych National Research Council . Od 1931 do 1933 był prezesem Acoustical Society of America .

Wkład naukowy

Badania eteru

W 1900 rozpoczął pracę z Edwardem Morleyem nad wykryciem dryfu eteru , wówczas jednego z „gorących” obszarów fizyki fundamentalnej . Nawiązując z podstawowego urządzenia jak wcześniejsze doświadczenia Michelsona-Morleya , Miller i Morley opublikował kolejny wynik zerowy w 1904. Te wyniki doświadczalne były wymieniane później na poparcie Albert Einstein „s teorii względności . Miller kontynuował pracę nad udoskonalaniem swoich technik eksperymentalnych po 1904 roku, przeprowadzając miliony pomiarów dryfu eteru i ostatecznie opracowując najbardziej czuły interferometr na świecie w tym czasie.

Dayton Miller wykonał ponad 326 000 obrotów interferometru z 16 odczytami każdy (ponad 5 200 000 pomiarów). Wykazali coś, co wyglądało na niewielki dryf (około 9 km/s, 1/3 prędkości Ziemi wokół Słońca). Przy białym świetle i ramionach o długości 32 m widział prawie zawsze ten sam wynik:

  • Amplituda przesunięcia 0,12 ± 0,01 prążka, niekompatybilna z zerem.
  • Faza przesunięcia, która wskazuje na wierzchołek konstelacji Dorado .

Analiza amplitudy sugeruje opór eteru. Jednak analiza fazy sugeruje, że Układ Słoneczny zbliża się do konstelacji Dorado z prędkością 227 km/s.

Wyniki te zostały przedstawione przez Millera jako pozytywne wskazanie istnienia dryfu eteru. Jednak efekt, który zobaczył Miller, był niewielki – znacznie mniejszy niż można by się spodziewać po stacjonarnym eterze. Aby te wyniki były zgodne z eterem, należało założyć, że eter był ciągnięty wraz z Ziemią w znacznie większym stopniu niż zwykle przewidywały teorie eterowe. Tak wysokie wartości mogą zostać wyeliminowane z powodu innych zjawisk fizycznych, takich jak aberracja gwiazdowa , które nakładają górne granice na wielkość przeciągania. Ponadto pomiar był statystycznie daleki od wszelkich innych pomiarów przeprowadzanych w tamtym czasie. W wielu eksperymentach zaobserwowano przesunięcia prążków o około 0,01, podczas gdy 0,08 Millera nie zostało powielone nigdzie indziej, w tym własne eksperymenty Millera z 1904 roku z Morleyem, które wykazały przesunięcie tylko o 0,015.

Opierając się na analizie błędów, krytycy Millera twierdzili, że przecenił precyzję swoich wyników i że jego pomiary były w rzeczywistości doskonale zgodne z różnicą graniczną wynoszącą zero — zerowym wynikiem, który rejestrowano w każdym innym eksperymencie. Jednak Miller nadal bronił swoich wyników, twierdząc, że prawdopodobną przyczyną tak zwanych wyników zerowych było to, że nie były one wykonywane w wysokich miejscach (takich jak szczyty gór), gdzie wiatr eterowy (dryf) był rzekomo znacznie wyższy ze względu na do mniejszego oporu eteru.

Einstein był zainteresowany tym eterze teorii dryfu i uznał, że pozytywny wynik na istnienie eter byłoby unieważnienie teorię względności, ale powiedział, że altitudal wpływy i temperatury mogą dostarczyły źródła błędu w ustaleniach. Miller skomentował:

Kłopot z profesorem Einsteinem polega na tym, że nic nie wie o moich wynikach. [...] Powinien mi przyznać, że wiedziałem, że różnice temperatur wpłyną na wyniki. Napisał do mnie w listopadzie, sugerując to. Nie jestem tak prosty, żeby nie uwzględniać temperatury.

W latach dwudziestych przeprowadzono szereg eksperymentów, zarówno opartych na interferometrii , jak w eksperymencie Millera, jak i innych wykorzystujących zupełnie inne techniki, które również dały zerowy wynik . Nawet wtedy praca Millera była coraz częściej uważana za anomalię statystyczną, opinia ta pozostaje aktualna do dziś, biorąc pod uwagę coraz większą liczbę negatywnych wyników. Na przykład Georg Joos powtórzył eksperyment Millera, używając bardzo podobnej konfiguracji (ramiona jego interferometru miały 21 m w porównaniu do 32 m w eksperymencie Millera) i uzyskał wyniki, które były 1/50 wielkości tych z Millera (patrz Michelson– Eksperyment Morleya#Kolejne eksperymenty ). Jednak Miller twierdził, że wyjaśnieniem wyników eksperymentów Georga Joosa było to, że przeprowadzono je na małej wysokości we wnętrzu budynku, gdzie wiatr eterowy był bardzo słaby.

Analiza Shanklanda

W 1955 r. Robert S. Shankland , SW McCuskey, FC Leone i G. Kuerti dokonali ponownej analizy wyników Millera. Shankland, który prowadził raport, zauważył, że „sygnał”, który Miller zaobserwował w 1933 roku, składa się w rzeczywistości z punktów, z których każdy ma średnią kilkuset pomiarów, a wielkość sygnału jest ponad 10 razy mniejsza niż rozdzielczość, z jaką pomiary zostały zarejestrowane. Wyodrębnienie przez Millera pojedynczej wartości do pomiaru jest statystycznie niemożliwe, dane są zbyt zmienne, aby powiedzieć, że „ta” liczba jest lepsza niż „ta” — dane z pozycji Shanklanda potwierdzają wynik zerowy równie dobrze jak dodatni Millera.

Shankland wywnioskował, że obserwowany sygnał Millera był częściowo spowodowany fluktuacjami statystycznymi, a częściowo lokalnymi warunkami temperaturowymi, a także zasugerował, że wyniki Millera były spowodowane raczej błędem systematycznym niż zaobserwowanym istnieniem eteru. W szczególności uważał, że Miller nie dołożył należytej staranności w ochronie przed gradientami termicznymi w pomieszczeniu, w którym przeprowadzono eksperyment, ponieważ w przeciwieństwie do większości eksperymentów interferometrycznych, Miller prowadził swoje w pomieszczeniu, w którym aparat był celowo otwarty na elementy pewien stopień.

W analizie Shanklanda nie znaleziono statystycznie istotnego sygnału na istnienie eteru. Shankland doszedł do wniosku, że obserwowany przez Millera sygnał był fałszywy, głównie z powodu niekontrolowanych efektów temperaturowych, a nie obserwowanego istnienia eteru. Ponadto niektórzy współcześni naukowcy głównego nurtu argumentują, że każdy sygnał, który zaobserwował Miller, był wynikiem efektu eksperymentatora , tj. błędu wprowadzonego przez jego chęć znalezienia określonego wyniku, co było powszechnym źródłem systematycznego błędu w analizie statystycznej dane przed opracowaniem nowoczesnych technik eksperymentalnych. (Ten efekt nie został omówiony z nazwy we wczesnym podręczniku Millera o technikach eksperymentalnych ; patrz Ginn & Company, 1903 ).

Inne przedsięwzięcia

Dr Miller opublikował podręczniki zaprojektowane jako podręczniki dla uczniów do wykonywania problemów eksperymentalnych w fizyce. W 1908 roku zainteresowanie Millera akustyką skłoniło go do opracowania urządzenia do fotograficznego rejestrowania fal dźwiękowych , zwanego phonodeik . Używał maszyny do porównania przebiegów fal wytwarzanych przez flety wykonane z różnych materiałów. Podczas I wojny światowej Miller na zlecenie rządu pracował nad właściwościami fizycznymi fal ciśnienia dużych dział . Dayton Miller został wybrany do Narodowej Akademii Nauk w 1921 roku. W latach 1927-1930 był członkiem National Research Council w Waszyngtonie .

Opublikowane prace

Zobacz też

Referencje i linki zewnętrzne

Główny

  • „ Dayton Clarence Miller ”. Dziś w Nauce, 13 marca - narodziny.
  • „Zdjęcia Daytona Millera ”. Amerykański Instytut Fizyki, 2003.
  • William Fickinger „Fale Millera” nieformalna biografia naukowa 2011.

Inne przedsięwzięcia