“威廉·湯姆遜?”
聽到這個名字。
徐雲的表情頓時微不可查的一僵。
連帶著呼吸都漏跳了一拍。
原先他一度以為,這位湯姆遜很可能是發現電子的那位jj湯姆遜。
結果誰能想到.....
此人居然是威廉·湯姆遜這位同姓的科學家?
其實比起威廉·湯姆遜這個名字,此人的另一個稱呼可能傳播度更高一點:
開爾文勳爵。
沒錯!
就是那個熱力學溫標的發明人,赫赫有名的熱力學之父。
物理課本裡時常會提到的開爾文溫度,便是出自此人之手。
威廉·湯姆遜生於1824年6月26日的愛爾蘭貝爾法斯特,他的父親詹姆士是貝爾法斯特皇家學院的數學教授,一家在湯姆遜八歲時遷往了蘇格蘭的格拉斯哥。
其實在幼年時期,威廉·湯姆遜的表現隻能算是中等,沒啥特彆驚人的地方。
結果等到了格拉斯哥後。
湯姆遜忽然就像是個激活了外掛的掛逼一樣,創下了一連串極其離譜的記錄:
他在10歲便進了格拉斯哥大學讀預科。
十四歲開始學習大學程度的課程。
十五歲時憑一篇題為‘地球形狀’的文章,獲得了蘇格蘭學會麵向境內所有大學的ca金獎章......
不過由於骨折了一年以及家境的緣故。
湯姆遜直到16歲那年才考入了劍橋大學,選擇攻讀了4+1的標準學位,21歲那年才從大學畢業。
畢業後的湯姆遜在1846年受聘為格拉斯哥大學自然哲學教授,一直任職到了1907去世。
在此期間。
他建立起了全英國的第一個大學物理研究實驗室,也是第一個提出向大學生普及物理實驗的專家。
他還利用實驗室的精密測量結果來協助擬定大西洋海底電纜的鋪設工程,使得英國與美洲之間的通訊得到突破性的發展。
等到了1848年。
他創立了熱力學溫標。
1851年。
他提出了熱力學第二定律:
“不可能從單一熱源吸熱,使之完全變為有用功而不產生其他影響。”
這是公認的熱力學第二定律的標準說法,他從熱力學第二定律斷言,能量耗散是普遍的趨勢。
往後他還預言了湯姆孫效應、發明了電像法,定義了絕對溫度等等。
後來英政斧於1866年封他為爵士,並於1892年晉升為開爾文勳爵。
開爾文這個名字,就是從此開始的。
不過在後世。
開爾文這個名字除了絕對溫度之外,還經常和物理學的兩朵烏雲的段子扯上關係。
這個段子想必大多數同學都聽過,不過其中還有一些內情需要點明...或者說糾正一番。
活了兩百年沒死的同學應該都知道。
在19世紀...也就是18001900年這一百年間,物理學得到了極其飛速的發展。
當時很多人認為物理大廈已經完全建成了,無論如何都不可能會動搖。
後人們的任務隻剩下在地麵上抬頭仰望前輩,高喊666就完事兒了。
在這種背景下。
1900年的4月27日。
在倫敦的阿爾伯馬爾街皇家研究所,開爾文男爵發布了一篇名叫《在熱和光動力理論上空的19世紀烏雲》的演講。
其實吧。
當時開爾文的原話是這樣的:
“動力學理論斷言,熱和光都是運動的方式。但現在這一理論的優美性和明晰性卻被兩朵烏雲遮蔽,顯得黯然失色了……”tearnessofttheory,hichassertsightto&nodes¬ion,isatpresentobscuredbyocouds...)
開爾文所說的第一朵烏雲呢,指的是邁克爾遜莫雷實驗。
也就是地球在以太中運動的問題。
在人們當時的觀念裡,以太代表了一個絕對靜止的參考係。
而地球穿過以太在空間中運動,就相當於一艘船在高速行駛,迎麵會吹來強烈的“以太風”。
所以邁克爾遜在1881年進行了一個實驗,想測出這個相對速度,但結果並不十分令人滿意。
於是他和另外一位物理學家莫雷合作,在1886年安排了第二次實驗。
這也是截止到1886年之前,物理史上進行過的最精密的實驗了:
他們動用了最先進的乾涉儀,為了提高係統的靈敏度和穩定性,他們甚至多方籌措弄來了一塊大理石板,把它放在了一個水銀槽上。
這樣就把乾擾的因素降到了最低。
然而實驗結果,卻讓他們震驚且失望無比:
兩束光線根本就沒有表現出任何的時間差,以太似乎對穿越於其中的光線毫無影響。
這個實驗當時在物理界引起了轟動,因為“以太”這個概念作為絕對運動的代表,是經典物理學和經典時空觀的基礎。
而這根支撐著經典物理學大廈的梁柱,竟然被一個實驗的結果而無情地否定了,這顯然是個動搖基石的現象。
同時在後世。
邁克爾遜莫雷實驗,也被列為了物理史上最有名的“失敗的實驗”之一。
因此在那個時代,其被稱為一朵烏雲自然也無可厚非。
至於“第二朵烏雲”嘛......
指的則是黑體輻射實驗和理論的不一致,這也是開爾文最被誤解的一點。
所謂黑體,字如其意。
它指的就是最黑的東西,那時候由於沒有抽卡遊戲的緣故,各位非酋們尚且不為人知...好吧抱歉,說偏了。
總之真正的黑體呢,是指一個完美的吸收體。
即它可以吸收入射到它上麵的任何波長的輻射,既不反射也不透射。
我們知道。
除了吸收和反射電磁波外,任何一個物體都在向外輻射電磁波。
這種輻射與物體的溫度、材料的種類和表麵狀況有關,稱為熱輻射。
而黑體卻是個例外:
它輻射的強度卻隻與溫度有關。
19世紀末20世紀初。
學者們麵對黑體輻射問題,運用了經典物理學的瑞利—金斯定律,來計算黑體輻射強度與能量間之關係。
按照當時的經典物理學電動力學理論,輻射是連續的。
這便帶來了一個嚴重的問題:
在計算之黑體輻射時,強度會隨輻射頻率上升,而趨向於放出無窮大之能量,物質將因“無限製”輻射而徹底衰變。
這顯然是不合現實邏輯與經典力學理論的狀況。
這就是第二朵烏雲。
彆名紫外災變,也叫瑞利金斯災變。
至於再後來的事情大家就都知道了。
第一朵烏雲,最終引導了相對論革命的爆發。
第二朵烏雲,最終引導了量子論革命的爆發。
等到了2022年。
物理學的頂部已經是烏雲密布了.......這裡再玩個小遊戲,目前比較公認的烏雲有2530朵,能說出10朵就加更一章,所有評論可以累加,也就是所有人答案加起來有十朵就加更一章。)
而在那次大會上呢,開爾文其實特彆指出了有關第二朵烏雲的一件事。
那就是理論計算的雙原子或多原子的定壓熱容量和定容熱容量之比的值,與實驗觀察值之間有著巨大的偏差:
“......觀察的明顯偏離絕對足以否證玻耳茲曼一麥克斯韋學說。”
“......事實上,玻耳茲曼一麥克斯韋學說的偏差,其實比上麵列舉的還要大。”
這份演講稿被保留在了劍橋大學的圖書館二館,"physics’中‘19thcentury’的分類。
因此在整個演講過程中。
開爾文的態度其實是非常非常謹慎的,絲毫沒有小看兩朵烏雲的意思。
可惜在後世各種的傳播之下。
開爾文的話變成了“物理大廈已經落成,所剩隻是一些修飾工作”的段子——這句話壓根就不是他說的。
這句話的出處不是開爾文,而是阿爾伯特·邁克耳遜。
也就是第一朵烏雲‘邁克爾遜莫雷實驗’中的那位邁克爾遜。