Кіріспе

Дейтон Кларенс Миллер (13 наурыз 1866 – 22 ақпан 1941) – американдық физик, астроном, акустик және шебер әуесқой флейташы. Рентген сәулелерін зерттеудің алғашқы тәжірибешісі болған Миллер эфир теориясының және абсолюттік кеңістіктің жақтаушысы, ал Альберт Эйнштейннің салыстырмалылық теориясына қарсылас болды. Ол Огайо штатында Чарльз Вебстер Дьюи мен Вена Померой Миллер отбасында дүниеге келді, 1886 жылы Болдуин университетін бітіріп, 1890 жылы Чарльз А. Янгтың жетекшілігімен Принстон университетінде астрономия ғылымдарының докторы атағын алды. Миллер өзінің барлық мансабын Кливлендтегі Кейс қолданбалы ғылымдар мектебінде физика пәнін оқытумен өткізді, 1893 жылдан 1936 жылы зейнеткерлікке шыққанға дейін физика кафедрасын басқарды. 1895 жылы Вильгельм Рентген рентген сәулелерін ашқаннан кейін, Миллер Уильям Крукс жасаған катодтық сәулелі түтіктерді пайдаланып, жасырын объектілердің, соның ішінде адам денесіндегі оқтың алғашқы фотосуреттерін жасады. Көптеген ғылыми ұйымдарда белсенді болған Миллер Америка өнер және ғылым академиясының және Америка философиялық қоғамының мүшесі болды. 1920 жылдары ол Америка физика қоғамының хатшысы, вице-президенті және президенті, сондай-ақ Ұлттық зерттеулер кеңесінің физикалық ғылымдар бөлімінің төрағасы қызметін атқарды. Миллер Америка акустикалық қоғамының (ASA) негісқалаушы мүшесі және 1931-1933 жылдар аралығында ASA президенті болды.

Эфирді зерттеу

1900 жылы ол Эдвард Морлимен бірге эфирдің дрейфін анықтау жұмысын бастады, бұл сол кездегі фундаменталды физиканың «қызықты» салаларының бірі болатын. Бұрынғы Микельсон-Морли эксперименті сияқты негізгі құрал-жабдықты пайдалана отырып, Миллер мен Морли 1904 жылы тағы да бір нөлдік нәтиже жариялады. Бұл тәжірибелік нәтижелер кейін Альберт Эйнштейннің салыстырмалылық теориясын қолдау үшін келтірілді. Миллер 1904 жылдан кейін тәжірибелік әдістерін жетілдіру жұмысын жалғастырды, эфир дрейфіне миллиондаған өлшемдер жасады және сол кездегі әлемдегі ең сезімтал интерферометрді құрды. Дейтон Миллер интерферометрдің 326 000 айналымын жасады, әрқайсысы 16 көрсеткішпен (5,2 миллионнан астам өлшем). Олар шамамен 9 км/с (Күнді айналып өтетін Жердің жылдамдығының 1/3 бөлігі) дрейфтің бар екенін көрсетті. Ақ жарық пен 32 метрлік иектерді пайдаланып, ол көбінесе бірдей нәтижені көре алды: 0,12 ± 0,01 шеттік амплитуданың ығысуы, бұл нөлге сәйкес келмейді. Фазалық ығысу Дорадо шоқжұлдызындағы максимумға сілтеме жасайды. Амплитудалық талдау эфирдің тартылуын көрсетеді. Бірақ фазалық талдау Күн жүйесінің 227 км/с жылдамдықпен Дорадо шоқжұлдызына қарай жылғалынын көрсетеді. Миллер бұл нәтижелерді эфир дрейфінің бар екенін көрсететін оң белгі ретінде ұсынды. Дегенмен, Миллер көрген әсер өте шағын болды – тұрақты эфирден күтілгеннен әлдеқайда кішкентай. Бұл нәтижелер эфирмен сәйкес болуы үшін, эфирдің Жермен бірге әдеттегі эфир теориялары болжағаннан гөрі әлдеқайда көп мөлшерде сүйретіліп әкелінуі керек еді. Мұндай жоғары мәндер жұлдыздық аберрация сияқты басқа физикалық құбылыстармен жойылуы мүмкін, бұл сүйреу мөлшеріне жоғарғы шек қояды. Сонымен қатар, бұл өлшем сол кезде жүргізілген басқа өлшемдерден статистикалық тұрғыдан алшақ болды. Көптеген эксперименттерде шамамен 0,01 шамасындағы шеттік ығысулар байқалды, ал Миллердің 0,08-і басқа жерде, тіпті Миллердің 1904 жылы Морлимен жасаған эксперименттерінде де (0,015 ығысу көрсеткен) қайталанбады. Қате талдауына сүйене отырып, Миллердің сыншылары оның нәтижелерінің дәлдігін асыра бағалағанын, ал оның өлшемдері шын мәнінде нөлдік шеттік айырмашылыққа толығымен сәйкес келеді деп мәлімдеді – басқа эксперименттер тіркеген нөлдік нәтиже. Алайда, Миллер өзінің нәтижелерін қорғауын жалғастырды, ол нөлдік нәтижелер деп аталатын себептердің бірі – олар биік жерлерде (мысалы, тау шаңқаларында) жасалмағаны, онда эфирлі жел (дрейф) эфирдің аз тартылуына байланысты әлдеқайда жоғары болды деп болжады. 1920 жылдары интерферометрияға негізделген, Миллер эксперименті сияқты, және басқа да мүлдем басқа әдістерді қолданған бірқатар эксперименттер жүргізілді, олар да нөлдік нәтижелерді көрсетті. Ол кезде Миллердің жұмысы статистикалық аномалия ретінде қарастырылды, бұл пікір бүгінгі күнге дейін өзгерген жоқ, өйткені жағымсыз нәтижелердің саны үнемі артып келеді. Мысалы, Георг Йоос Миллер экспериментін өте ұқсас орнатуды қолдана отырып қайталады (оның интерферометрінің иектері 21 метр болды, ал Миллер экспериментінде 32 метр болған), және Миллер экспериментінен 1/50 есе аз нәтиже алды (Michelson-Morley эксперименті#Содан кейінгі эксперименттерді қараңыз). Алайда, Миллер Георг Йоостың эксперименттерінің нәтижелері ғимараттың ішінде, эфирлі желдің өте төмен болған төмен биіктікте жасалғандықтан болды деп мәлімдеді.

Шенкленд талдау

1955 жылы Роберт С. Шенкленд, С. В. Маккаски, Ф. С. Леоне және Г. Куэрти Миллердің нәтижелерін қайта талдау жүргізді. Бұл зерттеуді басқарған Шенкленд 1933 жылы Миллер байқаған "сигналдың" әрқайсысы бірнеше жүз өлшемнің орташасынан тұратынын, ал сигналдың күші өлшемдер тіркелген ажыратымдылықтан 10 есе кем екенін атап өтті. Миллердің өлшем үшін бір мәнді ғана таңдауы статистикалық тұрғыдан мүмкін емес, себебі деректер тым өзгергіш, сондықтан "осы" сан "анау" сандан жақсы деуге болмайды. Шенклендтің пікірінше, алынған деректер Миллердің оң нәтижесімен бірдей, нөлдік нәтижені де қолдайды. Шенкленд Миллер байқаған сигналдың бір бөлігі статистикалық ауытқуларға, ал екінші бөлігі жергілікті температура жағдайларына байланысты деген қорытындыға келді. Сонымен қатар, Миллердің нәтижелері эфирдің болуын байқағаннан гөрі, жүйелік қатеге байланысты болуы мүмкін деп болжады. Ол, әсіресе, Миллер эксперимент өткізілген бөлмедегі температура градиенттерін бақылауда жеткілікті күтім жасалмағанын сезді, өйткені көптеген интерферометриялық эксперименттерден өзгеше, Миллер өз тәжірибелерін аппараттың белгілі бір дәрежеде сыртқы ортаға ашық қалдырылған бөлмеде жүргізді. Шенклендтің талдауында эфирдің бар екенін көрсететін статистикалық маңызды сигнал табылған жоқ. Шенкленд Миллер байқаған сигналдың жалған екеніне, оның себебі эфирдің болуынан гөрі, бақыланбаған температура әсері екеніне тоқталды. Бұған қоса, кейбір қазіргі ғалымдар Миллер байқаған кез келген сигнал экспериментатордың әсерінен туындады деп санайды, яғни экспериментшінің белгілі бір нәтиже табуға деген ықыласымен енгізілген қателік, ол деректерді статистикалық талдау кезіндегі жүйелік қателердің кең таралған көзі болатын (бұл әсер Миллердің эксперименталды техникалар туралы алғашқы оқулығында аталып көрсетілмеген; Ginn & Company, 1903 қараңыз).

Басқа да іс-шаралар

Д-р Миллер физикадағы тәжірибелік мәселелерді орындау үшін студенттерге арналған оқулықтар ретінде құрастырылған нұсқаулықтарды жариялады. 1908 жылы Миллер дыбыс толқындарын фотоға түсіретін, фонодейк деп аталатын аппаратты өңдеп шығарды. Ол бұл аппаратты әртүрлі материалдардан жасалған флейталардың толқын формаларын салыстыру үшін пайдаланды. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Миллер үкіметтің өтініші бойынша ірі қарулардың қысым толқындарының физикалық қасиеттерін зерттеді. Дейтон Миллер 1921 жылы Ұлттық ғылым академиясының мүшесі болып сайланды. Ол 1927-1930 жылдары Вашингтондағы Ұлттық зерттеу кеңесінің құрамына кірді.