第285章 再搶一個
第285章 再搶一個
章星九如今在物理界才剛剛嶄露頭角,所以一上來並沒有大談特談高深的理論,只是清楚細緻地講了自己是如何發現電子、如何通過黑體輻射實驗找到維恩公式中的漏洞的。
可以明顯看到,台下的老師學生們呈現出不同的反應,學生們更關心電子的發現經過,老師們則更重視黑體輻射實驗。
因為他們和李普曼一樣,認為物理的大廈已經趨近完善,類似的觀點是如今物理屆的主流,許多知名教授專家都發表過類似的論斷。
普朗克日後回憶1875年在慕尼黑大學學物理時,物理老師約里曾勸他不要學純理論,因為物理學「是一門高度發展的、幾乎是臻善臻美的科學」;
這門科學「看來很接近於採取最穩定的形式。
也許,在某個角落裡還有一粒塵屑或一個小氣泡,對它們可以去進行研究和分類,但是,作為一個完整的體系,那是建立得足夠牢固的。而理論物理學正在明顯地接近於幾何學在數百年中所已具有的程度。」
普朗克的另一位名師,柏林大學的基爾霍夫也說過類似的話,他說「物理學已經無所作為,往後無非在已知規律的小數點後面加上幾個數字而已。」
台下這些老師,尤其是開爾文同樣堅持這樣的想法,他們認為牛頓、麥克斯韋等前輩已經搭建起了完善的物理體系,他們這樣的後來人只能稍作修飾,解決一些具體的小問題罷了。
沒想到,章星九通過黑體輻射實驗,在已經建成的物理大廈上鑿開了一道大大的口子,這幾乎顛覆了他們畢生的信念,又如何能不激動呢?
根據章星九的實驗結果,黑體輻射的能量不是連續的,它按波長的分布僅與黑體的溫度有關;從經典物理學的角度看來,這個實驗的結果是不可思議的。
原本他們第一反應是質疑章星九的實驗結果,認為是實驗本身出了問題,結果他們在重複試驗中發現,結果和章星九論文中描述的幾乎一模一樣。
現在章星九的演講再次揭開了這一殘酷的事實,所以等他演講結束,馬上就有人站起來提問,「如果維恩公式是錯誤的,那麼又該如何更真實的描述黑體輻射呢?」
「很抱歉,我暫時還沒有想法。」章星九倒是知道答案,用普朗克的公式就能解決問題,然而這個公式是多年以後才提出來的,他也不好太過超前,就讓物理學家們再頭疼一陣兒吧。
接看,諸多師生紛紛提出自己的問題,能回答的,章星九都給出了準確的答覆,不方便回答的,則像剛才那樣含糊應付過去。
提問環節結束,湯姆遜教授邀請開爾文上台對本次演講做出評價,卡爾文走上演講台沉默許久方才說道,「原本我以為物理的大廈早已建成,但是現在天空中出現了一朵烏雲。」
「動力理論肯定了熱和光是運動的兩種方式,現在,它的美麗而晴朗的天空卻被一朵烏雲籠罩了,黑體輻射實驗或許在告訴我們,這座大廈似乎並不穩固。」
這對我們來說是一種悲哀,因為我們付出畢生心血方才做出的研究,
或許是錯誤的,起碼也是不完善的。」
但是這對你們年輕人而言,卻是一件好事,因為這意味看物理大廈需要新的理論來增添支柱,誰要是能建立起這根支柱,誰就會和艾薩克-牛頓爵士、詹姆斯-克拉克-麥克斯韋爵士一樣,成為後世學者研究物理學,無論如何也無法繞開的人物!」
簡短的講話結束,絕大多數人還在消化開爾文這番有點驚世駭俗的話,
章星九卻率先鼓起掌來,不愧是英國乃至全球最頂尖的物理學家之一,他的目光果然敏銳。
為了解決這個問題,普朗克在1900年提出了一個大膽的假設,即黑體輻射的能量不是連續的,而是以一定的最小單位進行交換,這個最小單位就是普朗克常數乘以頻率,即E=hf。
這個假設意味看能量是量子化的,也就是說能量只能以整數倍的最小單位存在。基於這個假設,普朗克成功地推導出了符合實驗觀測的黑體輻射公式。
但是,他並沒有深入探究能量量子化背後的物理意義,而只是把它當作一個數學上的技巧。
直到1905年,愛因斯坦在解釋光電效應時,才把能量量子化推廣到了光本身,他認為光不僅是一種波動,還是一種粒子,即光子,每個光子都有一個確定的能量和動量,分別等於hf和hf/c。
光電效應就是由於光子與金屬表面上的電子發生碰撞而導致電子被釋放中賣行店比性行比如說電子的動能與光的頻率成正比,與光的強度無關等等。
愛因斯坦的光子理論為量子力學奠定了基礎。
而另一朵烏雲麥可遜-莫雷實驗揭示的光速不變現象,同樣是愛因斯坦在1905年解決的,他提出的狹義相對論解釋了這一問題。
相對論和量子力學是二十世紀最重要的物理學說,愛因斯坦也因此成為開爾文口中那個後世物理學家無論如何也繞不開的人物,能在如今就做出這樣的預言,他果然厲害。
不過在這個世界,這兩項榮譽大概要和愛因斯坦無緣了,章星九準備提前幾個月拿出這兩項成就,反正愛因斯坦對中國人有諸多偏見,章星九搶走他的成績完全沒有壓力。
在劍橋停留數日,好好地刷了一波聲望,還和伍連德成了好朋友。
劍橋也把章星九的演講以及和其他學者的交流過程寫成文章,發表在期刊雜誌上,又替章星九揚了一次名。
從劍橋回到索邦大學,章星九繼續按照時間表進行著自己的實驗和理論探索工作。
一學期時間很快過去,到了1898年年初,章星九再次取得突破,他又成功地搶走了一位諾貝爾物理獎得主的成就。
章星九如今在物理界才剛剛嶄露頭角,所以一上來並沒有大談特談高深的理論,只是清楚細緻地講了自己是如何發現電子、如何通過黑體輻射實驗找到維恩公式中的漏洞的。
可以明顯看到,台下的老師學生們呈現出不同的反應,學生們更關心電子的發現經過,老師們則更重視黑體輻射實驗。
因為他們和李普曼一樣,認為物理的大廈已經趨近完善,類似的觀點是如今物理屆的主流,許多知名教授專家都發表過類似的論斷。
普朗克日後回憶1875年在慕尼黑大學學物理時,物理老師約里曾勸他不要學純理論,因為物理學「是一門高度發展的、幾乎是臻善臻美的科學」;
這門科學「看來很接近於採取最穩定的形式。
也許,在某個角落裡還有一粒塵屑或一個小氣泡,對它們可以去進行研究和分類,但是,作為一個完整的體系,那是建立得足夠牢固的。而理論物理學正在明顯地接近於幾何學在數百年中所已具有的程度。」
普朗克的另一位名師,柏林大學的基爾霍夫也說過類似的話,他說「物理學已經無所作為,往後無非在已知規律的小數點後面加上幾個數字而已。」
台下這些老師,尤其是開爾文同樣堅持這樣的想法,他們認為牛頓、麥克斯韋等前輩已經搭建起了完善的物理體系,他們這樣的後來人只能稍作修飾,解決一些具體的小問題罷了。
沒想到,章星九通過黑體輻射實驗,在已經建成的物理大廈上鑿開了一道大大的口子,這幾乎顛覆了他們畢生的信念,又如何能不激動呢?
根據章星九的實驗結果,黑體輻射的能量不是連續的,它按波長的分布僅與黑體的溫度有關;從經典物理學的角度看來,這個實驗的結果是不可思議的。
原本他們第一反應是質疑章星九的實驗結果,認為是實驗本身出了問題,結果他們在重複試驗中發現,結果和章星九論文中描述的幾乎一模一樣。
現在章星九的演講再次揭開了這一殘酷的事實,所以等他演講結束,馬上就有人站起來提問,「如果維恩公式是錯誤的,那麼又該如何更真實的描述黑體輻射呢?」
「很抱歉,我暫時還沒有想法。」章星九倒是知道答案,用普朗克的公式就能解決問題,然而這個公式是多年以後才提出來的,他也不好太過超前,就讓物理學家們再頭疼一陣兒吧。
接看,諸多師生紛紛提出自己的問題,能回答的,章星九都給出了準確的答覆,不方便回答的,則像剛才那樣含糊應付過去。
提問環節結束,湯姆遜教授邀請開爾文上台對本次演講做出評價,卡爾文走上演講台沉默許久方才說道,「原本我以為物理的大廈早已建成,但是現在天空中出現了一朵烏雲。」
「動力理論肯定了熱和光是運動的兩種方式,現在,它的美麗而晴朗的天空卻被一朵烏雲籠罩了,黑體輻射實驗或許在告訴我們,這座大廈似乎並不穩固。」
這對我們來說是一種悲哀,因為我們付出畢生心血方才做出的研究,
或許是錯誤的,起碼也是不完善的。」
但是這對你們年輕人而言,卻是一件好事,因為這意味看物理大廈需要新的理論來增添支柱,誰要是能建立起這根支柱,誰就會和艾薩克-牛頓爵士、詹姆斯-克拉克-麥克斯韋爵士一樣,成為後世學者研究物理學,無論如何也無法繞開的人物!」
簡短的講話結束,絕大多數人還在消化開爾文這番有點驚世駭俗的話,
章星九卻率先鼓起掌來,不愧是英國乃至全球最頂尖的物理學家之一,他的目光果然敏銳。
為了解決這個問題,普朗克在1900年提出了一個大膽的假設,即黑體輻射的能量不是連續的,而是以一定的最小單位進行交換,這個最小單位就是普朗克常數乘以頻率,即E=hf。
這個假設意味看能量是量子化的,也就是說能量只能以整數倍的最小單位存在。基於這個假設,普朗克成功地推導出了符合實驗觀測的黑體輻射公式。
但是,他並沒有深入探究能量量子化背後的物理意義,而只是把它當作一個數學上的技巧。
直到1905年,愛因斯坦在解釋光電效應時,才把能量量子化推廣到了光本身,他認為光不僅是一種波動,還是一種粒子,即光子,每個光子都有一個確定的能量和動量,分別等於hf和hf/c。
光電效應就是由於光子與金屬表面上的電子發生碰撞而導致電子被釋放中賣行店比性行比如說電子的動能與光的頻率成正比,與光的強度無關等等。
愛因斯坦的光子理論為量子力學奠定了基礎。
而另一朵烏雲麥可遜-莫雷實驗揭示的光速不變現象,同樣是愛因斯坦在1905年解決的,他提出的狹義相對論解釋了這一問題。
相對論和量子力學是二十世紀最重要的物理學說,愛因斯坦也因此成為開爾文口中那個後世物理學家無論如何也繞不開的人物,能在如今就做出這樣的預言,他果然厲害。
不過在這個世界,這兩項榮譽大概要和愛因斯坦無緣了,章星九準備提前幾個月拿出這兩項成就,反正愛因斯坦對中國人有諸多偏見,章星九搶走他的成績完全沒有壓力。
在劍橋停留數日,好好地刷了一波聲望,還和伍連德成了好朋友。
劍橋也把章星九的演講以及和其他學者的交流過程寫成文章,發表在期刊雜誌上,又替章星九揚了一次名。
從劍橋回到索邦大學,章星九繼續按照時間表進行著自己的實驗和理論探索工作。
一學期時間很快過去,到了1898年年初,章星九再次取得突破,他又成功地搶走了一位諾貝爾物理獎得主的成就。