Kelvinova "Mraky" řeč

V pátek 27. dubna 1900 přednesl britský fyzik Lord Kelvin projev nazvaný „Mraky z 19. století nad dynamickou teorií tepla a světla“, který začal:

Krása a jasnost dynamické teorie, která tvrdí, že teplo a světlo jsou režimy pohybu, jsou v současné době zastřeny dvěma mraky.

Kelvin dále vysvětloval, že „mraky“ jsou dva nevysvětlitelné jevy, které vykreslil jako poslední pár děr, které je třeba vyplnit před úplným porozuměním termodynamickým a energetickým vlastnostem vesmíru, vysvětlenými klasickými pojmy pohybu částice.

Tato řeč spolu s dalšími komentáři připsanými Kelvinovi, jako například fyzikem Albertem Michelsonem v projevu z roku 1894, ukazují, že silně Věřil, že hlavní úlohou fyziky v ten den bylo jen měřit známá množství s velkou přesností, na mnoho desetinných míst přesnost.

„Mraky“, na které Kelvin odkazoval, byly:

1. Neschopnost detekovat světelný ether, konkrétně selhání Michelson-Morleyův experiment
2. záření černého těla účinek - známý jako ultrafialová katastrofa

Odkazy na tuto řeč se staly poněkud populární z jednoho velmi jednoduchého důvodu: lord Kelvin byl tak špatný, jak by mohl být. Namísto drobných detailů, které musely být vypracovány, představovaly Kelvinovy ​​„mraky“ základní limity klasického přístupu k pochopení vesmíru. Jejich předsevzetí představilo zcela nové a neočekávané sféry fyziky, souhrnně známé jako „moderní fyzika“.

Ve skutečnosti Max Planck vyřešil problém záření černého těla v roce 1900, pravděpodobně poté, co mu Kelvin dal řeč) Při tom musel uplatnit koncept omezení povolené energie emitovaného světlo. Tento koncept „lehké quanty“ byl v té době považován za jednoduchý matematický trik, který byl nezbytný k vyřešení problému, ale fungoval. Planckův přístup přesně vysvětlil experimentální důkazy, které vyplynuly z vyhřívaných předmětů v problému záření černého těla.

V roce 1905 však Einstein tuto myšlenku dále rozvinul a tento koncept použil také k vysvětlení fotoelektrický efekt. Mezi těmito dvěma řešeními bylo jasné, že se zdálo, že světlo existuje jako malé pakety nebo kvanta energie -fotony, jak by později byli nazváni.

Jakmile bylo jasné, že v paketech existovalo světlo, fyzici začali objevovat, že v těchto paketech existovaly všechny druhy hmoty a energie, a věk kvantová fyzika začal.

Dalším „oblakem“, o kterém Kelvin zmínil, bylo selhání Michelson-Morleyových experimentů diskutovat o světelném éteru. To byla teoretická podstata, o níž věřili fyzici dne vesmíru, aby se světlo mohlo pohybovat jako vlna. Experimenty v Michelson-Morley byly poněkud důmyslným souborem experimentů založených na myšlence, že světlo by se pohybovalo různou rychlostí etherem v závislosti na tom, jak se Země pohybuje skrz něj. Postavili metodu měření tohoto rozdílu... ale nefungovalo to. Zdálo se, že směr pohybu světla neměl žádný vliv na rychlost, což se neshodovalo s myšlenkou, že se pohybuje hmotou, jako je éter.

V roce 1905 však opět přišel Einstein a položil míč na tento. Rozložil předpoklad speciální relativita, vyvolání postulátu, kdy se světlo vždy pohybovalo konstantní rychlostí. Jak rozvíjel teorii relativity, vyšlo najevo, že koncept světelného etheru již není nijak zvlášť užitečný, takže ho vědci zahodili.

Populární knihy z fyziky často odkazovaly na tuto událost, protože je jasné, že i velmi znalí fyzici mohou být překonáni přílišnou sebevědomí v rozsahu svého oboru použitelnost.

Ve své knize Problémy s fyzikou, teoretický fyzik Lee Smolin říká o řeči následující:

William Thomson (Lord Kelvin), vlivný britský fyzik, skvěle prohlásil, že fyzika skončila, kromě dvou malých mraků na obzoru. Tyto „mraky“ se ukázaly jako vodítka, které nás vedly k kvantové teorii a teorii relativity.

Fyzik Brian Greene také odkazuje na Kelvinovu řeč v Tkanina Kosmos:

V roce 1900 si sám Kelvin všiml, že na obzoru se vznášejí „dva mraky“, jeden s vlastnostmi pohybu světla a druhý s aspekty radiačních objektů emitovaných při zahřívání, ale byl všeobecný pocit, že to byly pouhé detaily, které by bezpochyby brzy byly adresováno.

Během deseti let se všechno změnilo. Jak se očekávalo, dva problémy, které Kelvin nastolil, byly okamžitě vyřešeny, ale ukázalo se, že jsou jen drobné. Každý podnítil revoluci a každý vyžaduje zásadní přepsání přírodních zákonů.