经典物理学的物理危机

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颠颠663
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19世纪是经典物理学的峥嵘岁月,是一个构建科学理论大厦的时代,是理论与实验完美结合的时代,产生了很多的著名的物理学家。科学技术发展突飞猛进并产生了广泛的社会影响,由力学、电磁学、热学、光学、声学构建经典物理学的大厦。也可以说19世纪是经典物理学的辉煌时代。
物理学发展到19世纪末期,可以说已经达到了相当完美,成熟的程度。物理学的辉煌成就,使得不少物理学家踌躇满志、沉溺于欢快陶醉之中,于是产生了这样一种看法:物理学的大厦已经落成,今后物理学家用不着再干什么了,只需要把各种数据测得精确些就行了。然而,此刻在物理学的万里晴空中却飘来了两朵乌云,物理学上出现了一系列新的发现。这些无法用经典物理学解释的新发现,使经典物理学陷入了危机。第一朵与迈克尔逊实验有关,第二朵与黑体辐射有关。正是这两朵乌云的飘动,引来了20世纪物理学革命的暴风骤雨,使整个自然科学进入了一个崭新的阶段。这“两朵乌云”成为20世纪伟大物理学革命的导火线
事隔不到一年,就从第一朵乌云中降生了相对论,紧接着从第二朵乌云中降生了量子论。经典物理学的大厦被彻底动摇。事实上,在十九世纪末,光电效应、原子光谱和原子的稳定性等实验事实也接二连三地和经典物理学的理论发生了尖锐的对立。量子论的建立,使人类对物质的认识由宏观世界进入微观世界。
“乌云”的出现
1900年新春之际,著名物理学家开尔文勋爵在送别旧世纪所作的讲演中讲道:“19世纪已将物理学大厦全部建成,今后物理学家的任务就是修饰、完美这座大厦了。”同时他也提到物理学的天空也飘浮着两朵小小的,令人不安的乌云,一朵为以太漂移实验的否定结果,另一朵为黑体辐射的紫外灾难。实际上“乌云”不止这两朵,还包括气体比热中能量均分定律的失败、光电效应实验、原子线光谱等。然而,就是这几朵乌云带来了一场震撼整个物理学界的革命风暴,导致了现代物理学的诞生。
第一朵乌云“以太”学说
第一朵乌云是随着光的波动理论而开始出现的。菲涅耳和托马斯·杨研究过这个理论,它包括这样一个问题:地球如何通过本质上是光以太这样的弹性固体而运动呢?第二朵乌云是麦克斯韦-玻耳兹曼关于能量均分的学说。这两朵乌云涉及到两方面的实验发现与力学、电磁学、气体分子运动论理论的困难。相对性原理是经典力学的一个最基本的原理,这个原理认为,绝对静止和绝对匀速运动都是不存在的,一切可测量的、因而也是有物理意义的运动,都是相对于某一参照物的相对运动。牛顿本人也充分意识到了确定“绝对运动”的困难,最后只能以臆测性的“绝对空间”的存在作为避难所。麦克斯韦的电磁场理论获得成功之后,电磁波的载体以太,就成了物化的绝对空间,静止于宇宙中的以太就构成了一切物体的“绝对运动”的背景框架。既然以太也是一种物质存在,或者说它表征着物化了的绝对空间,当然就可以通过精密的实验测出物体相对于以太背景的绝对运动。但是,美国物理学家迈克尔逊在1881年、他和莫雷在1887年利用干涉仪所进行的精密光学实验,都未能观察到所预期的以太相对于地球的运动。
第二朵乌云“紫外灾难”
第二朵乌云涉及的是经典物理学另一分支,热力学和分子运动论中的一个重要问题。开尔文明确提到的是“麦克斯韦-玻耳兹曼关于能量均分的学说”。实际上是指19世纪末关于黑体辐射研究中所遇到的严重困难。为了解释黑体辐射实验的结果,物理学家瑞利和金斯认为能量是一种连续变化的物理量,建立起在波长比较长、温度比较高的时候和实验事实比较符合的黑体辐射公式。但是,这个公式推出,在短波区(紫外光区)随着波长的变短,辐射强度可以无止境地增加,这和实验数据相差十万八千里,是根本不可能的。所以这个失败被埃伦菲斯特称为“紫外灾难”。20世纪初的这两朵乌云最终导致了物理学的一场大变革。第一朵乌云“以太”学说导致了相对论的诞生。第二朵乌云“紫外灾难”导致了量子力学的产生。因此也可以说,对这两朵“乌云”的研究就标志着现代物理时代的到来。

锡林郭勒王静波
2023-06-23 · TA获得超过770个赞
知道小有建树答主
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物理学是研究物质存在的最基本形式和运动规律。在复杂的自然现象中,找出物质存在的最基本形式和运动规律,需要有严谨科学态度、清晰的概念和严密的逻辑推理,才能得出正确的结论。一般来说,真理简单明了,容易理解,并能够指导实践,解决实际问题。获得诺贝尔奖的理论不一定就是真理,因为有些理论早已超出评委们的认知范围。什么是对的,什么是错的,往往由掌握话语权的人说了算。有说是的权力,不是也是;没有说是的权力,是也不是。
物理学研究早已误入歧途,一些学术权威编造虚假概念和脱离实际的理论,相互吹捧,合伙诈骗。对于那些学术权威来说,理论越离奇越好,这样可以排除他人介入,垄断话语权,抬高自己的学术地位,唯我独尊,名利双收。
在物理学中,“相对论”、“量子力学”、“超弦”都是伪科学,而学术权威却把“相对论”、“量子力学”、“超弦”当作真理,并演绎出了许多新理论,在热学、光学、电动力学等许多基础理论中广泛使用,失之毫厘,谬以千里。
其实,在现实生活中,学术权威并不喜欢真理,而且还害怕真理。因为真理简单明了,容易被普通人掌握,真理一旦被普通人掌握,学术权威就会跌落神坛。所以学术权威竭力维护伪科学,不允许人们质疑,对质疑伪科学的人疯狂打压,就像神父不允许质疑“上帝”一样。学术权威的霸凌行为严重阻碍了科学的发展,使物理学陷入危机。
英国的罗素说:“人生来无知但不愚蠢,是教育让人变得愚蠢。”确切地说,是伪科学让人变得愚蠢,愚蠢到相信“宇宙大爆炸”、“时空弯曲”、“超距作用”、“量子纠缠”是真的。
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