Hello 與世界上獨(dú)一無(wú)二的你相遇 真幸運(yùn) (本文共有846字,閱讀需要4分鐘) 19世紀(jì),伴隨著經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典電磁場(chǎng)理論和經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)的成熟完善,經(jīng)典物理學(xué)體系達(dá)到頂峰,以至于英國(guó)著名物理學(xué)家開(kāi)爾文男爵在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)新年慶祝會(huì)的演講中欣喜若狂地指出:物理學(xué)大廈基本落成,后人只需做一些修修補(bǔ)補(bǔ)的工作就可以了,盡管天空中還飄著兩朵烏云,而他老人家很樂(lè)觀地說(shuō)那用不了多久就能徹底解決。“兩朵烏云”,其實(shí)就是指兩個(gè)“失敗的實(shí)驗(yàn)”,第一朵烏云指的就是邁克爾遜—莫雷的以太飄移實(shí)驗(yàn),邁克爾遜和莫雷合作尋找當(dāng)時(shí)的經(jīng)典物理學(xué)家們所宣稱的光、電、磁在真空中傳播的媒介——以太,結(jié)果以失敗告終;第二朵烏云指的是瑞利的黑體輻射實(shí)驗(yàn),所謂“黑體”是指能夠全部吸收外來(lái)的輻射而毫無(wú)任何反射和透射,吸收率是100%的理想物體,為了解釋盧梅爾的黑體輻射實(shí)驗(yàn)的結(jié)論“黑體輻射的能量不是連續(xù)的,它按波長(zhǎng)的分布僅與黑體的溫度有關(guān)”,瑞利提出了瑞利-金斯公式,并得到一個(gè)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)風(fēng)馬牛不相及的結(jié)果。 然而,這“兩朵烏云”即將變成一場(chǎng)震撼經(jīng)典物理學(xué)架構(gòu)的大風(fēng)暴。當(dāng)時(shí)人絕對(duì)想不到物理學(xué)將發(fā)生巨變,從此進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代,并且這兩朵烏云將發(fā)展成為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱——相對(duì)論和量子力學(xué),而這個(gè)重大的工作還是由一個(gè)“局外人”來(lái)完成!這個(gè)人即是生于動(dòng)蕩時(shí)代的科學(xué)巨人——普朗克。普朗克一生中最主要的成就是發(fā)現(xiàn)普朗克輻射定律并提出著名的普朗克輻射公式,創(chuàng)立能量量子理論。但是普朗克很謹(jǐn)慎保守,沒(méi)有對(duì)外太多宣傳,當(dāng)然這個(gè)思想也就沒(méi)能傳播出去。 讓我們把時(shí)間往后推進(jìn),時(shí)間來(lái)到了1905年,這一年注定要被載入史冊(cè)中,在這一年德國(guó)的《物理學(xué)年鑒》一共收到了五篇署名為同一個(gè)人的論文,而這個(gè)人叫做愛(ài)因斯坦。這五篇論文每一篇都有巨大的物理意義。第一篇論文提出量子假說(shuō),完美解釋了光電效應(yīng),而這一篇論文使得愛(ài)因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng),愛(ài)因斯坦認(rèn)為當(dāng)有一束光打在了一個(gè)特定的金屬板上時(shí)會(huì)打出電子來(lái),并且打出的電子數(shù)取決于光線頻率(波長(zhǎng))和金屬板的材質(zhì);第二篇論文和第三篇論文繼續(xù)研究了布朗運(yùn)動(dòng),并給出了證明并且提出新的測(cè)量分子大小的方法;第四篇論文便是被后人稱之為狹義相對(duì)論,這里為什么說(shuō)是后人?其實(shí)在當(dāng)時(shí)還不叫相對(duì)論,原文標(biāo)題為《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》,大家為了和洛倫茲提出的洛倫茲變換區(qū)分開(kāi)來(lái),因此把愛(ài)因斯坦的理論叫做相對(duì)論;最后一篇論文提出著名公式E=mc^2,而這也是核能的基礎(chǔ)。 歷史總是給人最清晰的認(rèn)識(shí),而這一段物理學(xué)史也是物理學(xué)家的探索史,他們總是站在科學(xué)探索的前沿,但又站在常人的后面,沒(méi)有人的成功是偶然的,更沒(méi)有人的成功不是來(lái)之不易的,唯有不放棄追求真理才是。這就是今天我要講的物理學(xué)界的“兩朵烏云”的故事。 |
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