量子力學神秘的面紗-tft每日頭條

量子力學神秘的面紗

生活更新时间:2024-08-18 22:16:32

1900年的4月27日，在英國倫敦阿爾伯馬爾街的皇家研究所舉行了一個報告會。對科學界來說，這可是一件大事情。其時，歐洲有名的科學家都趕到這裡，聆聽德高望重、然而卻以頑固出名的老頭子——開爾文男爵（開爾文本名湯姆遜）的演講。當時。開爾文已經76歲。開爾文演講的名字為：《在熱和光動力理論上空的19世紀烏雲》。開爾文說：“動力學理論斷言，熱和光都是運動的方式但現在這一理論的明晰性和優美性卻被兩朵烏雲遮蔽，顯得黯然失色了……”這個“烏雲”的比喻後來變得如此出名，以緻于幾乎在每一本關于物理史的書籍中都被反複地引用，成了一種模式化的陳述。聯系到當時人們對物理學大一統的樂觀情緒，許多時候這個表述又變成了“在物理學陽光燦爛的天空中漂浮着兩朵小烏雲”。這倆朵烏雲，第一朵烏雲是邁克爾——莫雷實驗，這個實驗意在測出以太對于地球的相對速度，大緻就是用幹涉儀來測出倆條光線的時間差（具體的不贅述，不是本篇文章研究的重點），但是，經過多次測量，倆束光線并沒有表現出任何差值，這就對當時的以太論提出質疑。

量子力學神秘的面紗（量子力學的誕生史）1

另一朵烏雲是黑體輻射實驗所得出的實驗與理論不相符。

量子力學神秘的面紗（量子力學的誕生史）2

黑體概念圖 19世紀末，盧梅爾（1860－1925）等人的著名實驗―黑體輻射實驗，發現黑體輻射的能量不是連續的，它按波長的分布僅與黑體的溫度有關。從經典物理學的角度看來，這個實驗的結果是不可思議的。怎樣解釋黑體輻射實驗的結果呢？當時，人們都從經典物理學出發尋找實驗的規律。前提和出發點不正确，最後都導緻了失敗的結果。例如，德國物理學家維恩建立起黑體輻射能量按波長分布的公式，但這個公式隻在波長比較短、溫度比較低的時候才和實驗事實符合。英國物理學家瑞利和物理學家、天文學家金斯認為能量是一種連續變化的物理量，建立起在波長比較長、溫度比較高的時候和實驗事實比較符合的黑體輻射公式。但是，從瑞利——金斯公式推出，在短波區（紫外光區）随着波長的變短，輻射強度可以無止境地增加，這和實驗數據相差十萬八千裡，是根本不可能的。所以這個失敗被埃倫菲斯特稱為“紫外災變”，這個名詞确實很适合在科幻小說中出現。它的失敗無可懷疑地表明經典物理學理論在黑體輻射問題上的失敗，所以這也是整個經典物理學的“災難”。

這倆朵烏雲，第一朵引發了相當論革命，第二朵引發了量子論革命。

不知道開爾文在地下對其一語成谶有何感想？

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