Question

在20世纪，物理学研究领域的“两朵乌云”指的是什么？

Answer 1

1. 第一朵乌云，主要是指A.迈克尔孙实验结果和以太漂移说相矛盾;

2. 第二朵乌云，主要是指热学中的能量均分定则在气体比热以及势辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果，其中尤以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。
   第一朵乌云导致了相对论的诞生，第二多乌云导致了量子力学的诞生。

第一朵乌云出现在光的波动理论上，----迈克耳逊－莫雷实验与“以太”说
光波为什么能在真空中传播？它的传播介质是什么？物理学家给光找了个传播介质―“以太”，肯定了“以太”的存在，新的问题又产生了：地球以每秒30公里的速度绕太阳运动，就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来，同时，它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生，引起人们去探讨“以太风”存在与否。为了观测“以太风”是否存在，迈克耳逊）与莫雷合作，在克利夫兰进行了一个著名的“迈克耳逊－莫雷实验”，但是实验结果和却以太漂移说相矛盾。使科学家处于左右为难的境地。他们或者须放弃曾经说明电磁及光的许多现象的以太理论。如果他们不敢放弃以太，那末，他们必须放弃比“以太学”更古老的哥白尼的地动说。

第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。——黑体辐射与“紫外灾难”。
19世纪末，卢梅尔等人的著名实验―黑体辐射实验，发现黑体辐射的能量不是连续的，它按波长的分布仅与黑体的温度有关。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”。它的失败无可怀疑地表明经典物理学理论在黑体辐射问题上的失败，所以这也是整个经典物理学的“灾难”。

Answer 2

1900年4月27日，英国伦敦阿尔伯马尔街的皇家研究所举行了一个报告会。英国的开尔文（开尔文本名汤姆逊）在题为《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》中说：“动力学理论断言，热和光都是运动的方式。但这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽，显得黯然失色……”。其中一朵“乌云”指的是“瑞利-金斯热辐射公式” 在紫外区的计算结果与实验数据不符；另一朵指的是“迈克尔逊-莫雷实验”失败。
紫外灾难的原因：电子围绕原子核旋转，电子与光子弹性碰撞产生热辐射，当光子频率达到紫外线频率时，开始产生光电效应，即能量转化形式发生了变化，从热辐射转化成光电效应。其实是正常的物理现象。
迈克尔逊-莫雷实验假设“以太在太阳系静止，地球在以太中运动”，而实际情况是光子集合体漩涡运动推动地球公转，光子集合体与地球基本同步运动，所以该实验无意义。