Discursul „Nori” al lui Kelvin

Vineri, 27 aprilie 1900, fizicianul britanic Lord Kelvin a ținut un discurs intitulat „Nori din secolul al XIX-lea peste teoria dinamică a căldurii și luminii”, care a început:

Frumusețea și claritatea teoriei dinamice, care afirmă căldura și lumina ca moduri de mișcare, este în prezent obscurată de doi nori.

Kelvin a explicat că „norii” au fost două fenomene inexplicabile, pe care el le-a înfățișat ca un cuplu final de găuri care trebuiau completate înainte de a înțelege complet proprietățile termodinamice și energetice ale universului, explicate în termeni clasici de mișcarea particulelor.

Acest discurs, împreună cu alte comentarii atribuite lui Kelvin, cum ar fi fizicianul Albert Michelson într-un discurs din 1894, indică faptul că el credea cu tărie că rolul principal al fizicii în acea zi a fost acela de a măsura doar cantitățile cunoscute la un grad mare de precizie, pentru a multe zecimale de precizie.

Înțelesul "Clouds"

„Norii” la care se referea Kelvin erau:

1. Incapacitatea de a detecta eterul luminos, în special eșecul experimentului Michelson-Morley
2. Efectul de radiație al corpului negru - cunoscut sub numele de catastrofă ultravioletă

Importanţă

Referințele la acest discurs au devenit oarecum populare dintr-un singur motiv foarte simplu: Lordul Kelvin a fost la fel de greșit pe cât ar fi putut fi. În loc de detalii minore care trebuiau elaborate, cei doi „nori” ai lui Kelvin au reprezentat în schimb limite fundamentale pentru o abordare clasică a înțelegerii universului. Rezoluția lor a introdus tărâmuri fizice cu totul noi și neanticipate, cunoscute colectiv ca „fizică modernă”.

Fizică cuantică

De fapt, Max Planck a rezolvat problema radiației corpului negru în 1900, probabil, după ce Kelvin și-a exprimat discursul) În acest sens, el a trebuit să invoce conceptul de limitări ale energiei permise a luminii emise. Acest concept al „cantei ușoare” a fost văzut ca un truc matematic simplu la vremea respectivă, necesar pentru rezolvarea problemei, dar a funcționat. Abordarea lui Planck a explicat cu exactitate probele experimentale rezultate din obiecte încălzite în problema radiațiilor corpului negru.

Cu toate acestea, în 1905, Einstein a dus ideea în continuare și a folosit conceptul pentru a explica și efectul fotoelectric. Între aceste două soluții, a devenit clar că lumina părea să existe ca niște pachete mici, sau quanta, de fotoni de energie, așa cum vor fi numite ulterior.

Odată ce a devenit clar că lumina a existat în pachete, fizicienii au început să descopere că în aceste pachete există tot felul de materie și energie, iar vârsta fizicii cuantice a început.

relativitate

Celălalt „nor” de care a menționat Kelvin a fost eșecul experimentelor Michelson-Morley în discutarea eterului luminos. Aceasta a fost substanța teoretică în care fizicienii zilei credeau că pătrundeau în univers, astfel încât lumina să se poată deplasa ca un val. Experimentele Michelson-Morley au fost un set destul de ingenios de experimente, bazat pe ideea că lumina se va deplasa cu viteze diferite prin eter, în funcție de modul în care Pământul se deplasa prin ea. Au construit o metodă pentru a măsura această diferență ... dar nu a funcționat. Se părea că direcția mișcării luminii nu are nicio influență asupra vitezei, ceea ce nu se potrivea cu ideea ca acesta să se deplaseze printr-o substanță precum eterul.

Din nou, însă, în 1905, Einstein a venit și a pus mingea rulând pe acesta. El a prezentat premisa relativității speciale, invocând un postulat că lumina se mișca mereu la o viteză constantă. Pe măsură ce a dezvoltat teoria relativității, a devenit clar că conceptul de eter luminos nu mai era deosebit de util, așa că oamenii de știință au aruncat-o.

Referințe ale altor fizicieni

Cărțile de fizică populare au făcut frecvent referire la acest eveniment, pentru că este clar că chiar și fizicieni foarte cunoscuți pot fi depășiți de o încredere excesivă în măsura aplicabilității domeniului lor.

În cartea sa Problema cu fizica, Fizicianul teoretic Lee Smolin spune următoarele despre discurs: