デイトン・ミラー

デイトン・C・ミラー
1921年頃
生まれる	( 1866-03-13 )1866年3月13日 ストロングスビル、オハイオ州、米国
死亡	1941年2月22日（1941-02-22）（享年74歳） クリーブランド、オハイオ州、米国
休憩所	レイクビュー墓地、オハイオ州クリーブランド
母校	プリンストン大学
知られている	X線 エーテル理論 絶対空間 音響
受賞歴	エドワード・ロングストレス賞(1917) ニューカム・クリーブランド賞(1925) エリオット・クレソン賞(1927)
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学者
機関	ケース応用科学学校
博士課程の指導教員	チャールズ・A・ヤング

デイトン・クラレンス・ミラー（1866年3月13日 - 1941年2月22日）^{[1] [2] [3] [4]}は、アメリカの物理学者、天文学者、音響学者、熟練したアマチュアフルート奏者であった。初期のX線実験者であり、エーテル理論と絶対空間の提唱者であり、アルバート・アインシュタインの相対性理論に反対していた。

オハイオ州でチャールズ・ウェブスター・デューイとウィーン・ポメロイ・ミラーの子として生まれる。1886年にボールドウィン大学を卒業し、 1890年にプリンストン大学でチャールズ・A・ヤングの指導の下、天文学の博士号を取得した。ミラーは生涯を通じてオハイオ州クリーブランドのケース応用科学学校で物理学を教え、1893年から1936年に退職するまで物理学部長を務めた。1895年にヴィルヘルム・レントゲンがX線を発見すると、ミラーはウィリアム・クルックスが作ったブラウン管を使って、人体の四肢に埋め込まれた弾丸など、隠された物体を初めて写真に撮った。多くの科学団体で活躍したミラーは、アメリカ芸術科学アカデミーとアメリカ哲学協会の会員でもあった。1920年代には、アメリカ物理学会の書記、副会長、会長を務め、全米研究会議の物理科学部門の委員長も務めた。ミラーはアメリカ音響学会（ASA）の創立メンバーであり、1931年から1933年までASA会長を務めた。^[5]

1900年、ミラーはエドワード・モーリーと共同で、当時基礎物理学の「ホット」な分野の一つであったエーテルドリフト^[6]の検出に取り組み始めた。初期のマイケルソン・モーリー実験としての基本装置に続いて、ミラーとモーリーは1904年に別の無結果を発表した。これらの実験結果は後にアルバート・アインシュタインの相対性理論の裏付けとして引用された。ミラーは1904年以降も実験技術の改良を続け、エーテルドリフトに関する何百万もの測定を実施し、最終的に当時世界で最も感度の高い干渉計を開発した。

デイトン・ミラーは干渉計を326,000回転以上回転させ^{[7] [8] [9] [10] [11]}、1回転あたり16回の測定を行った（5,200,000回以上の測定）。その結果、わずかなドリフト（約9km/s、地球が太陽の周りを回る速度の1/3）が示された。白色光と32mのアームで、彼はほぼ常に同じ結果を見ることができた。

• シフト振幅は 0.12 ± 0.01 フリンジであり、ゼロとは互換性がありません。
• かぎ針座の頂点を指すシフトフェーズ。

振幅分析はエーテルの引きずりを示唆しています。しかし位相分析は太陽系が 227 km/s の速度でかぎ針座に向かっていることを示唆しています。

これらの結果は、エーテルドリフトの存在を示す確かな兆候としてミラーによって発表された。しかし、ミラーが見た効果はごくわずかで、静止したエーテルに予想されるよりもはるかに小さかった。これらの結果がエーテルと一致するためには、エーテルが地球とともにエーテル理論で通常予測されるよりもはるかに大きく引きずられていると仮定する必要があった。そのくらい高い値は、引きずり量の上限となる恒星行差などの他の物理現象によって排除できる。さらに、この測定値は当時行われていた他のどの測定値とも統計的にかけ離れていた。約 0.01 のフリンジシフトが多くの実験で観測されていたのに対し、ミラーの 0.08 は、わずか 0.015 のドリフトを示したミラー自身の 1904 年のモーリーとの実験を含め、他のどこにも再現されなかった。

ミラーの批評家たちは、誤差分析に基づいて、ミラーは結果の精度を過大評価しており、彼の測定は実際にはフリンジ差ゼロ、つまり他のすべての実験で記録されているゼロ結果と完全に一致していると主張した。しかし、ミラーは結果を擁護し続け、いわゆるゼロ結果の理由は、エーテル抵抗が少ないためエーテル風（ドリフト）がはるかに高いと思われる高所（山頂など）で測定が行われなかったためであると主張した。^[12]

アインシュタインはこのエーテルドリフト理論に興味を持ち、エーテルの存在を証明する結果が出れば特殊相対性理論は無効になるだろうと認めたが、高度の影響と気温が研究結果に誤差を生じさせた可能性があるとコメントした。ミラーは次のようにコメントしている。^[13]

アインシュタイン教授の問題は、彼が私の研究結果について何も知らないことです。[...] 温度差が研究結果に影響を与えることを私が知っていたことを彼は認めるべきです。彼は 11 月に私に手紙を書いて、このことを示唆しました。私は温度をまったく考慮しないほど単純ではありません。

1920年代には、ミラーの実験のように干渉計に基づくものも、まったく異なる技術を用いたものも含め、数多くの実験が行われましたが、これらも結果はゼロでした。当時から、ミラーの研究は統計的な異常値であると考えられるようになっていましたが、この意見は今日でも変わりません。 ^[14]否定的な結果がどんどん増えているからです。たとえば、ゲオルグ・ヨースはミラーの実験を非常によく似たセットアップで再現しましたが (彼の干渉計のアームはミラーの実験の32 mに対して21 mでした)、結果はミラーの実験の50分の1でした (マイケルソン・モーリー実験#その後の実験を参照)。しかし、ミラーはゲオルグ・ヨースの実験の結果は、エーテル風が非常に弱い建物の内部の低高度で行われたためだと主張しました。^[12]

1955 年、ロバート S. シャンクランド、SW マッカスキー、FC レオーネ、G. クエルティがミラーの結果の再分析を行いました。このレポートを主導したシャンクランドは、ミラーが 1933 年に観測した「信号」は実際には数百の測定値の平均である点で構成されており、信号の大きさは測定値が記録された解像度の 10 分の 1 以下であると指摘しました。ミラーが測定値から単一の値を抽出することは統計的に不可能であり、データは「この」数値が「あの」数値よりも優れているとは言えないほど変動が激しいため、シャンクランドの立場から見ると、データはミラーの肯定的な結果と同様に、ゼロの結果を支持しています。

シャンクランドは、ミラーが観測した信号は一部は統計的変動によるものであり、一部は局所的な温度条件によるものであると結論付け、またミラーの結果はエーテルの存在の観測によるものではなく系統的誤差によるものであると示唆した。特に、ミラーは実験を行った部屋の温度勾配に対する十分な注意を払っていなかったと感じた。なぜなら、ほとんどの干渉計実験とは異なり、ミラーは装置を意図的にある程度風雨にさらされた状態で実験を行ったからである。

シャンクランドの分析では、エーテルの存在を示す統計的に有意なシグナルは発見されなかった。シャンクランドは、ミラーの観測されたシグナルは偽物であり、観測されたエーテルの存在によるものではなく、主に制御されていない温度効果によるものだと結論付けた。さらに、今日の主流派科学者の中には、ミラーが観測したシグナルは実験者効果、つまり特定の結果を見つけたいという実験者の願望によってもたらされるバイアスの結果であると主張する者もいる。これは、現代の実験技術が開発される前のデータの統計分析における系統的誤差の一般的な原因であった。(この効果は、実験 技術に関するミラーの初期の教科書では名前で取り上げられていなかった。Ginn & Company、1903年を参照)。

ミラー博士は、物理学の実験問題を解くための学生用ハンドブックとして設計されたマニュアルを出版した。1908年、音響学への関心から、ミラーはフォノデイクと呼ばれる音波を写真で記録する機械を開発した。彼はこの機械を使って、異なる素材で作られたフルートが出す波形を比較した。第一次世界大戦中、ミラーは政府の要請で大砲の圧力波の物理的特性について研究した。デイトン・ミラーは1921年に米国科学アカデミーに選出された。彼は1927年から1930年までワシントンDCの国立研究評議会の会員であった。^[15]

ウィキソースにはデイトン・ミラーの著作や
デイトン・ミラーに関する原著作品があります。

• 実験物理学、大学および科学学校向け学生マニュアル。(ニューヨーク: Ginn & Company、1903)
• 1904 年 8 月 5 日、オハイオ州クリーブランドでエドワード W. モーリー教授とデイトン C. ミラー教授からケルビン卿に宛てた手紙からの抜粋 (Philosophical Magazine、S. 6、Vol. 8、No. 48、1904 年 12 月、pp. 753-754)
• 第二度の異常を検出するための実験理論について。（エドワード・モーリーとの共著、哲学雑誌、第6巻第9号第53号、1905年5月、669～680ページ）
• フィッツジェラルド・ローレンツ効果を検出する実験の報告（エドワード・モーリーとの共著、アメリカ芸術科学アカデミー紀要、第 XLI 巻、第 12 号、1905 年）
• エーテルドリフト実験に関する最終報告書（エドワード・モーリーとの共著、サイエンス、第 XXV 巻、第 2 号、p. 525、1907 年）
• 音楽の科学（ニューヨーク：マクミラン社、1916年、1926年改訂）
• 音響科学の逸話的歴史（ニューヨーク：マクミラン社、1935年）
• 音波：その形と速度（ニューヨーク：マクミラン社、1937年）
• 火花、稲妻、宇宙線（ニューヨーク：マクミラン社、1939年）
• エーテルドリフト実験と地球の絶対運動の決定（現代物理学評論5、203-242（1933））

• エーテルと光伝導エーテル
• 物理学の歴史
• 物理学のトピックのリスト
• マイケルソン・モーリー実験

主要

• 「デイトン・クラレンス・ミラー」。今日の科学、3月13日 - 誕生。
• 「デイトン・ミラー画像」アメリカ物理学会、2003年。
• ウィリアム・フィッキンガー「ミラーの波」非公式科学伝記 2011年。

その他の取り組み

• デイトン C. ミラー コレクションは、米国議会図書館のオンラインおよび全コレクション検索支援でご覧いただけます。
• デイトン・ミラーの音響コレクション 2007-01-06にWayback Machineでアーカイブされ、音響に関する研究について記述している。
• 「フォノデイク」。音楽の音の科学。
• 「デイトン・ミラー教授の音響学研究」は、Wayback Machineで 2004-04-29 にアーカイブされています。工学科学 E-129。
• 「クルックスのX線管」ディトリック医学史センター、ケース・ウェスタン・リザーブ大学。2004年。