Kelvin "Felhők" beszéde

1900. április 27-én, pénteken, Lord Kelvin brit fizikus beszédet tartott "Tizenkilencedik századi felhők a hő és a fény dinamikus elmélete felett" címmel:

A dinamikus elmélet szépségét és tisztaságát, amely mozgásmódnak tekinti a hőt és a fényt, jelenleg két felhő takarja el.

Kelvin elmagyarázta, hogy a "felhők" két megmagyarázhatatlan jelenség, melyeket utolsó lyukként ábrázolt, amelyeket ki kellett tölteni. mielőtt teljes mértékben megértenék az univerzum termodinamikai és energiatulajdonságait, a klasszikus mozdulatokkal magyarázzák részecskéket.

Ez a beszéd, valamint a Kelvinnek tulajdonított egyéb megjegyzésekkel, például a Albert Michelson fizikus egy 1894-es beszédében, megmutatja, hogy úgy vélte, hogy a fizika abban a napban a legfontosabb szerepe az ismert mennyiségek nagy pontosságú mérése volt, sok tizedes pontossággal. pontosság.

A "felhők", amelyekre Kelvin utalt:

1. A világító éter észlelésének képtelensége, különösen a Michelson-Morley kísérlet
2. Az fekete test sugárzása hatás - az ultraibolya katasztrófa néven ismert

A beszédre való hivatkozás egy nagyon egyszerű ok miatt némileg népszerűvé vált: Lord Kelvin éppen olyan téves volt, mint amennyire lehetett. A kidolgozandó apró részletek helyett Kelvin két "felhője" ehelyett az univerzum megértésének klasszikus megközelítésének alapvető korlátait jelentette. Határozatuk bevezette a fizika egész új és váratlan birodalmát, együttesen "modern fizika" néven.

Valójában Max Planck 1900-ban oldotta meg a fekete test sugárzási problémáját, feltehetően Kelvin megadása után beszéd) Ennek során fel kellett hívnia a kibocsátott energia korlátozásának fogalmát fény. A "könnyű kvantum" ezt a koncepcióját akkoriban egyszerű matematikai trükknek tekintették, amely a probléma megoldásához szükséges volt, de működött. Planck megközelítése pontosan elmagyarázta a fekete test sugárzási problémájának melegített tárgyakból származó kísérleti bizonyítékokat.

1905-ben Einstein tovább vitte az ötletet, és a fogalom magyarázatára is felhasználta fotoelektromos hatás. E két megoldás között világossá vált, hogy a fény úgy tűnik, mint kis energiacsomagok vagy kvanták léteznek -fotonok, amint később felhívják őket.

Miután világossá vált, hogy a csomagokban fény létezik, a fizikusok felfedezték, hogy ezekben a csomagokban mindenféle anyag és energia létezik, és a kvantumfizika kezdődött.

A másik "felhő", amelyet Kelvin megemlített, a Michelson-Morley kísérletek kudarcát mutatta a világító éter megvitatására. Ez volt az az elméleti anyag, amelyben a mai fizikusok hitték áthatolva az univerzumot, hogy a fény hullámként mozoghasson. A Michelson-Morley kísérletek meglehetősen ötletes kísérletek voltak, amelyek azon az elképzelésen alapultak a fény különböző sebességgel mozogna az éteren keresztül, attól függően, hogy a Föld hogyan mozogott rajta. Megalkottak egy módszert ennek a különbségnek a mérésére... de nem működött. Úgy tűnt, hogy a fény mozgásának iránya nem befolyásolja a sebességet, ami nem egyezett azzal az elképzeléssel, hogy a fény olyan anyagon mozog, mint az éter.

De 1905-ben ismét Einstein jött és beállította a labdát. Megalapította a következő előfeltételét: speciális relativitáselmélet, olyan posztulátumot idézve, hogy a fény mindig állandó sebességgel mozgott. A relativitáselmélet kifejlesztésével világossá vált, hogy a világító éter fogalma már nem különösebben hasznos, ezért a tudósok elvetik.

A népszerű fizikai könyvek gyakran hivatkoztak erre az eseményre, mert világossá teszi ezt még nagyon is a hozzáértő fizikusok túlterheltséggel küzdenek a saját területük méretében alkalmazhatóságát.

A könyvében A fizika problémája, Lee Smolin elméleti fizikus a következőket mondja a beszédről:

William Thomson (Lord Kelvin), egy befolyásos brit fizikus, híresen kijelentette, hogy a fizika véget ért, kivéve a láthatáron lévő két kis felhőt. Ezek a "felhők" azoknak a nyomoknak bizonyultak, amelyek kvantumelmélethez és relativitáselmélethez vezettek.

Brian Greene fizikus szintén utal a Kelvin-beszédre A kozmosz szövete:

1900-ban maga Kelvin megjegyezte, hogy "két felhő" lebeg a láthatáron, az egyik a fény mozgásának tulajdonságaival, a másik pedig a A sugárzási tárgyak hevítésekor a sugárzás tárgyait bocsátják ki, de általános érzés volt, hogy ezek csupán részletek, amelyek kétségkívül hamarosan foglalkozott.

Egy évtized alatt minden megváltozott. Ahogy vártuk, a Kelvin által felvetett két problémát azonnal megválaszolták, ám ezek enyhén jelentéktelennek bizonyultak. Mindegyik meggyújtotta a forradalmat, és mindegyik megköveteli a természet törvényeinek alapvető átírását.