万物起源书的介绍,万物起源书简介

首页 > 书籍文档 > 作者:YD1662023-05-02 06:11:44

我简单描述下这个问题。任何有温度的物体都会向外发射电磁波,温度越高,电磁波的能量就越大,这个现象被称为热辐射。但电磁波是由许多不同波长的波组成的,这些波的辐射能量随温度改变而变化的程度是不同的。为了研究不同波长的波的热辐射,物理学家们假想了一个能完全吸收外来辐射,而不会发生任何反射的物体,称为黑体,并设计了一系列的黑体辐射实验。结果表明,如果波的波长特别长或者特别短,它的辐射能量就比较小,并且受温度影响不大。但是,牛顿和麦克斯韦理论却预测说,波长特别短的那些波,它们的辐射能量会无限大,这不仅和实验结果不同,而且直接违反了最基本的能量守恒定律。大家都知道,物体本身的能量是有限的,怎么可能辐射出无穷大的能量呢?这个矛盾就被称为“黑体辐射问题”。黑体辐射问题让物理学界伤透了脑筋,也难怪开尔文勋爵把它认为是第二朵乌云。

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咱们故事的大叔对黑体问题钻研了很久,百思不得其解,也感到非常绝望。但是,就在1900年12月,也就是开尔文勋爵提出两朵乌云后不到半年时间,42岁的大叔,用作者的话说,“灵光闪现”,提出了一个匪夷所思的假想。他认为,问题出在我们对电磁波的理解上,波并不是像我们习惯认为的那样是连续的,恰恰相反,它是不连续的,是由一个一个小能量包组成的。他把每个能量包称为一个量子。他的理论也被称为能量量子化。按照这种理论预测的结果就能和实验结果完全符合了。

说到这里,你大概已经知道这位大叔是谁了。没错,他就是德国著名的物理学家、量子力学的重要创始人之一,马克斯·普朗克。能量量子化的提出,为物理学的又一次飞跃做出了重要贡献,普朗克也因此荣获了1918年诺贝尔物理学奖。

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能量量子化的想法,是认识世界过程中的天才想法,它的创新性是如此惊人,连普朗克本人都对这个想法表示不可思议,甚至把它称为“绝望之举”,意思是说,在经典物理走投无路的情况下,被逼无奈创造出来的理论。但恰恰是这个绝望之举,颠覆了此前物理学对极小、极大两个世界的看法,突破了物理学的边界,开辟了新疆域。更重要的是,这个想法,启发了渴望深入研究物理学基础理论的年轻一代物理学家。继普朗克之后,先后有4位受这个想法影响的物理学家,获得了诺贝尔物理学奖,他们是阿尔伯特·爱因斯坦、尼尔斯·玻尔、维尔纳·海森堡和埃尔温·薛定谔。正是他们以及一批杰出的物理学家,在普朗克的想象力基础上不断钻研,最终建立了量子理论,推动了物理学的又一次飞跃,从而彻底改变了我们对世界的认识。

我们今天应该庆幸普朗克当初选择了物理学,因为正是他的想象力,把我们的文明带入了量子时代。

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题外话:读书可以扩充我们知识边界,获得更多看问题的视角,但盲从是要不得的...

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