Brittiläinen fyysikko Lord Kelvin piti perjantaina 27. huhtikuuta 1900 puheenvuoron "Yhdeksännentoista vuosisadan pilvet lämmön ja valon dynaamisen teorian yli", joka alkoi:
Dynaamisen teorian kauneus ja selkeys, joka väittää lämmön ja valon olevan liikettä, ovat tällä hetkellä kahden pilven peittämä.
Kelvin selitti edelleen, että "pilvet" olivat kaksi selittämätöntä ilmiötä, joita hän kuvasi viimeisellä parilla reikä, jotka oli täytettävä. ennen kuin hänellä on täydellinen käsitys maailmankaikkeuden termodynaamisista ja energiaominaisuuksista, selitetään klassisen liikkeen liikkeellä hiukkasia.
Tämä puhe yhdessä muiden Kelvinille annettujen kommenttien kanssa, kuten fyysikko Albert Michelsonin vuonna 1894 pitämässä puheessa, osoittavat, että hän on vahvasti uskoi, että fysiikan päärooli tuona päivänä oli mitata tiedossa olevat määrät vain suurella tarkkuudella, lukuisina desimaalien tarkkuudella tarkkuus.
Merkitys "pilviä"
"Pilvet", joihin Kelvin viittasi, olivat:
- Kyvyttömyys havaita valoa eetteriä, erityisesti Michelson-Morley-koe
- mustan kehon säteily vaikutus - tunnetaan ultravioletti-katastrofina
Merkitys
Viittaukset tähän puheeseen on tullut jonkin verran suosittua yhdestä hyvin yksinkertaisesta syystä: lordi Kelvin oli suunnilleen niin väärässä kuin hän olisi voinut olla. Pienten yksityiskohtien sijasta, jotka oli pakko työstää, Kelvinin kaksi "pilvet" edustivat sen sijaan klassisen lähestymistavan ymmärtämistä maailmankaikkeuden kannalta. Heidän päätöslauselmassaan esiteltiin kokonaan uusia ja odottamattomia fysiikan alueita, jotka tunnetaan yhdessä nimellä "moderni fysiikka".
Kvanttifysiikka
Itse asiassa Max Planck ratkaisi mustan kehon säteilyongelman vuonna 1900, luultavasti sen jälkeen, kun Kelvin antoi puhe) Näin toimiessaan hänen täytyi vedota säteilytyn energian sallitun energian rajoituksiin valo. Tätä "kevyen kvantin" käsitettä pidettiin tuolloin yksinkertaisena matemaattisena temppuna, välttämättömäksi ongelman ratkaisemiseksi, mutta se toimi. Planckin lähestymistapa selitti tarkalleen kokeellisen näytön, joka johtui lämmitetyistä esineistä mustan ruumiin säteilyongelmassa.
Vuonna 1905 Einstein vei kuitenkin ajatusta pidemmälle ja käytti käsitettä myös selittämään valosähköinen ilmiö. Näiden kahden ratkaisun välillä tuli selväksi, että valo näytti olevan pieninä energian paketeina tai kvantteina -fotonit, koska niitä myöhemmin kutsutaan.
Kun tuli selväksi, että paketeissa oli valoa, fyysikot alkoivat havaita, että näissä paketeissa oli kaikenlaista ainetta ja energiaa, ja kvanttifysiikka alkoi.
suhteellisuus
Toinen "pilvi", jonka Kelvin mainitsi, oli Michelson-Morley-kokeiden epäonnistuminen keskustelemaan valoisasta eetteristä. Tämä oli teoreettinen aine, jonka päivän fyysikot uskoivat tunkeutuvan maailmankaikkeuteen, jotta valo voisi liikkua aallona. Michelson-Morley-kokeet olivat olleet melko nerokas kokeilusarja, joka perustui ajatukseen, että valo liikkuu eri nopeuksilla eetterin läpi riippuen siitä, kuinka maa liikkui sen läpi. He rakensivat menetelmän tämän eron mittaamiseksi... mutta se ei ollut toiminut. Näytti siltä, että valon liikesuunnalla ei ollut vaikutusta nopeuteen, mikä ei sopinut ajatukseen, että se liikkuu eetterin kaltaisen aineen läpi.
Jälleen kerran, vuonna 1905 Einstein tuli mukaan ja asetti pallon liikkumaan tähän. Hän esitti lähtökohdan erityinen suhteellisuusteoria, vedoten postulaattiin, että valo liikkui aina vakionopeudella. Kun hän kehitti suhteellisuusteoriaa, kävi selväksi, että valoisan eetterin käsite ei ollut enää erityisen hyödyllinen, joten tutkijat hylkäsivät sen.
Muiden fyysikkojen viitteet
Suosituissa fysiikan kirjoissa on viitattu usein tähän tapahtumaan, koska se tekee siitä selväksi jopa hyvin asiantuntevat fyysikot voidaan voittaa ylimääräisellä luottamuksella kentän laajuudessa sovellettavuutta.
Hänen kirjassaan Fysiikan ongelmat, teoreettinen fyysikko Lee Smolin sanoo puheesta seuraavan:
Vaikuttava brittiläinen fyysikko William Thomson (lordi Kelvin) julisti kuuluisasti, että fysiikka oli ohi, paitsi kahta pientä pilveä horisontissa. Nämä "pilvet" osoittautuivat vihjeisiin, jotka johtivat meidät kvantiteoriaan ja relatiivisuuden suhteen.
Fyysikko Brian Greene viittaa myös Kelvinin puheeseen vuonna 2006 Kosmoksen kangas:
Vuonna 1900 Kelvin itse huomasi, että "kaksi pilveä" leijui horisontissa. Toinen liittyy valon liikkeen ominaisuuksiin ja toinen säteilykohteiden näkökohdat säteilevät kuumennettaessa, mutta oli yleinen tunne, että nämä olivat vain yksityiskohtia, jotka epäilemättä tulevat pian olemaan osoitettu.
Kymmenen vuoden kuluessa kaikki muuttui. Kuten odotettiin, Kelvinin esiin tuomiin kahteen ongelmaan vastattiin nopeasti, mutta ne osoittautuivat kaikkea muuta kuin vähäiseksi. Jokainen sytytti vallankumouksen, ja jokainen vaatii luonnonlakien perusteellista uudelleenkirjoittamista.