上帝掷骰子么?总结
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上帝掷骰子么?
1887
年,赫兹通过在两个铜球之间引发震荡电场,在房间
另一端的接收器上激发出电
火花,证明了电磁波的存在。
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这是麦克斯韦理论的胜利,麦克斯韦公式,美妙的像是上帝亲手写下的诗歌。
关于光的微波大战
在古希腊,人们认为光是从我们眼睛里发射出去的东西,当到达了物体,物体就被我
们看见了。这解释不了暗处无视野,也解释不了闭上眼睛无光亮。
罗马时代,之所以可以看到物体,是光从物体上反射进入眼中的结果。小孔成像。
而
“
光在本质上究竟是什么东西
”<
/p>
一直未曾得到解答
1
、
光的粒子性最早发源于古希腊,认为光是一束非常小的粒子流。
2
、
中世纪
过后,光的波动学说被提出,但仍有一个基本难题,那就是波必须有介质。从而
我们假设
了一种看不见摸不着的介质
——
以太。
Round 1:
胡克、惠更斯与牛顿
1704
年,牛顿出版了自己的《光论》,将光的色散解释为
不同颜色微粒的混合和分开从
粒子的角度解释了薄膜透光、牛顿环及衍射,对波动学说提
出了驳斥。惠更斯和胡克的光环
转瞬即逝。
< br>——那时的牛顿,已经不是那个可以再评议会上被人质疑的青年,那时的牛顿,已经
是出版了《数学原理》的牛顿,是发明了微积分的牛顿,那个时候,他已经是国会议员,
皇家学会会长,已经成为科学史上神话般的任务,在世界各地,人们对他的力学体系
顶礼
膜拜。
Round2:
波动反击
托马斯杨:杨氏双缝的反击。两列波在波峰和波谷叠加时,会出现抵消。这个实验绝
对是
物理学史上最经典的五个实验之一。
菲涅尔:提出光是一种横
波(类似水波,振子作相对传播方向垂直运动的波)
,而不是
胡
克提出的纵波(类似弹簧波,振子作相对传播方向水平运动的波)
,完美的解释了光的衍
射。此理论应用于圆盘衍射时,会在阴影中出现亮斑,在组委会评委泊松的眼里看来十分
荒谬,
而这就是后来的泊松亮斑。
波动学说
现今唯一的问题:波传播的介质,以太究竟是什么?但是波动学说被糊弄过
去了
1856,1861
和
1865
发表了三篇关于电磁理论的论文,这是麦克斯韦开天辟地的杰作,
< br>它在牛顿力学的大厦上又完整建立起了另一座巨构,光是一种电磁波。
而赫兹最终证实了电磁波的存在。
著
名的麦氏方程刚一问世,就被世人惊为天物,它所表现出来的深刻、对称、优美使
得每一
个科学家都陶醉在其中,玻尔兹曼更情不自禁的引用歌德的诗句,:
“
< br>难道是上帝写
的这些么?
”
物理学征服了世界,在
19
世纪末,它的力量控制着一切人们所知的现象,古老的牛顿
力学城堡历
经岁月磨砺风雨吹打而始终屹立不倒,从天上的星辰到地上的石块,都毕恭毕
敬的遵循着
她制定的规则。
在光学方面,波动学说统一天下,电磁理论将
它的光荣扩大到了整个电磁世界;热的
方面,热力学三大定律已经成型,在天才的努力下
,分子运动论和统计热力学也被成功的
建立起来了,而这一切都彼此相符,互相包容,形
成了经典物理的大同盟。经典力学、经
典电动力学和经典热力形成了物理世界的三大支柱
,他们构筑起了一座华丽雄伟的殿堂。
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世纪的物理学天空中闪烁着金色的光芒,经典物理帝国的
繁华和自负空前绝后。你
以为这是永恒的色彩,但一切不过是众神的黄昏。
两朵乌云
开尔文:动力学理论断言,光和热都是运动的方式,但现在这一理论的优美性和明晰
性却
被两朵乌云遮盖。
这两朵乌云,分别是指经典物理在光以太和
麦克斯韦
—
玻尔兹曼能量均分学说上的难
题。
1.
迈克尔逊
—
莫雷实验
若有以太存在,则它作为绝对静止的参考系,当地球运动时,会有
“
以太风
”
的存在。可
是
,结果什么都测不到。
这是物理学史上最有名的失败实验,以
太这个概念是经典物理学和经典时空观的基础,
而其支柱被一个实验的结果无情的否定。
2.
黑体辐射实验和理论的不一致。
物体
的辐射能量和温度究竟有着怎样的关系,是黑体辐射公式想要解决的问题。而在
电磁波的
理论之下,科学家们得到了两个公式,一个只符合长波,一个只符合短波。
当时人们无法
预见,这两朵乌云马上要把他们从豪华舒适的宫殿中驱逐出来,给物理
学带来伟大的新生,并重新建造起两幢更加壮美的大厦。
第一朵乌云,导致了相
对论革命的爆发
第二朵乌云,导致了量子论革命的爆发
从数学开始,推倒物理。
普朗克开始从数学
上整合了长短波的公式,在实验中获得了数据的成功,而普朗克开
始研究这个正确答案背
后的物理意义。
在人生的分水岭上,普朗克拿出了自己最大的
决心和勇气,做好了抛弃经典物理的准
备,但他终于获得了公式背后的意义后,整个物理
学和化学都将被彻底的摧毁和重建,一