凱爾文的“云”演講

1900年4月27日星期五,英國(guó)物理學(xué)家凱爾文領(lǐng)主發(fā)表了題為"十九世紀(jì)云的熱和光動(dòng)力學(xué)理論"開始:

動(dòng)力學(xué)理論的美麗和清晰,認(rèn)為熱和光是運(yùn)動(dòng)模式,目前被兩塊云遮蔽。

開爾文繼續(xù)解釋說,"云"是兩個(gè)無法解釋的現(xiàn)象,他將其描繪為在完全理解宇宙的熱力學(xué)和能量特性之前需要填充的**幾個(gè)孔,用粒子運(yùn)動(dòng)的經(jīng)典術(shù)語解釋。

這篇演講以及物理學(xué)家艾伯特·米歇爾(Albert Michelson)在1894年的演講中提出的其他評(píng)論表明,他堅(jiān)信物理學(xué)在那一天的主要作用是在很大程度上**地測(cè)量已知量,到許多小數(shù)點(diǎn)的準(zhǔn)確度。

的含義"云"

開爾文所指的"云本科普通批"是:

  1. 無法檢測(cè)到發(fā)光醚,特別是Michelson-Morley實(shí)驗(yàn)的失敗
  2. 黑體輻射效應(yīng),稱為紫外線災(zāi)難

重要性

由于一個(gè)非常簡(jiǎn)單的原因,對(duì)該演講的引用變得有些流行:凱爾文勛爵盡可能錯(cuò)了。Kelvin's two"云"反而代表了理解宇宙的經(jīng)典方法的基本限制,而不是必須解決的小細(xì)節(jié)。他們的決議引入了全新的和意料之外的物理領(lǐng)域,統(tǒng)稱為"現(xiàn)代物理學(xué)"

量子物理學(xué)

事實(shí)上,馬克斯·普朗克(Max Planck)在1900年解決了黑體輻射問題,大概是在凱爾文發(fā)表演講之后)這樣做,他不得不援引限制發(fā)射光允許能量的概念。a"輕量子"的這個(gè)概念在當(dāng)時(shí)被視為一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)技巧,是解決問題所必需的,但它有效。普朗克和#39;s方法**地解釋了黑體輻射問題中加熱物體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

然而,在1905年,愛因斯坦進(jìn)一步提出了這個(gè)想法,并用這個(gè)概念來解釋光電效應(yīng)。在這兩種解決方案之間,很明顯,光似乎以能量光子的小包或量子形式存在,因?yàn)樗鼈兒髞頃?huì)被調(diào)用。

一旦明確光存在于包中,物理學(xué)家開始發(fā)現(xiàn)這些包中存在各種物質(zhì)和能量,并且量子物理學(xué)的時(shí)代開始了。

相對(duì)性

另一個(gè)"cloud"提到的開爾文是Michelson-Morley實(shí)驗(yàn)未能討論發(fā)光醚。這是當(dāng)時(shí)物理學(xué)家認(rèn)為滲透到宇宙中的理論物質(zhì),因此光可以作為波浪移動(dòng)。Michelson-Morley實(shí)驗(yàn)是一組相當(dāng)巧妙的實(shí)驗(yàn),基于這樣的想法,即光會(huì)以不同的速度通過**移動(dòng),這取決于地球如何通過它。他們構(gòu)建了一種衡量這種差異的方法。。。但它沒有't有效。看起來,光和#39;s運(yùn)動(dòng)的方向與速度無關(guān),速度與它通過**等物質(zhì)的想法不符。

然而,在1905年,愛因斯坦再次來到并將球滾動(dòng)到這個(gè)球上。他提出了狹義相對(duì)論的前提,提出了光總是以恒定速度移動(dòng)的假設(shè)。隨著他發(fā)展相對(duì)論,很明顯發(fā)光醚的概念不再特別有用,因此科學(xué)家們開始討論編碼它。

其他物理學(xué)家的參考文獻(xiàn)

流行的物理學(xué)書籍經(jīng)常引用這個(gè)事件,因?yàn)樗宄乇砻?,即使是非常有知識(shí)的物理學(xué)家也可以通過在他們的領(lǐng)域和適用范圍內(nèi)的過度自信來克服。

理論物理學(xué)家Lee Smolin在他的書The Trouble with Physics中對(duì)講話說了以下幾點(diǎn):

英國(guó)有影響力的物理學(xué)家威廉·湯姆森(凱爾文勛爵)著名宣稱物理學(xué)已經(jīng)結(jié)束,除了地平線上的兩塊小云。這些"云"事實(shí)證明是導(dǎo)致我們進(jìn)入量子理論和相對(duì)論的線索。

物理學(xué)家布萊恩·格林尼(Brian Greene)也提到了宇宙結(jié)構(gòu)中的開爾文演講:

1900年,凱爾文本人確實(shí)注意到"兩個(gè)云"懸停在地平線上,一個(gè)與光的特性有關(guān)'s運(yùn)動(dòng),另一個(gè)與加熱時(shí)發(fā)射的輻射物體有關(guān),但人們普遍認(rèn)為這些僅僅是細(xì)節(jié),毫無疑問,很快就會(huì)得到解決。

十年之內(nèi),一切都發(fā)生了變化。正如預(yù)期的那樣,凱爾文提出的兩個(gè)問題得到了迅速解決,但它們證明了什么,只是次要的。每一次都引發(fā)了一場(chǎng)革命,每一次都需要對(duì)自然的基本重寫's法則。