Kelvins moln -anförande

På fredagen 27 april 1900 höll den brittiska fysikern Lord Kelvin ett anförande med titeln "Nittonde-Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light", som började:

Skönheten och tydligheten i den dynamiska teorin, som säger värme och ljus att vara rörelsemoder, är för närvarande dold av två moln.

Kelvin fortsatte med att förklara att "molnen" var två oförklarade fenomen, som han skildrade som det sista paret av hål som behövde fyllas i innan han fick en fullständig förståelse av universumets termodynamiska och energiegenskaper, förklarade i klassiska termer av partiklarnas rörelse.

Detta tal, tillsammans med andra kommentarer som tillskrivs Kelvin, till exempel av fysikern Albert Michelson i ett anförande från 1894, indikerar att han starkt trodde fysikens huvudroll under den dagen var att bara mäta kända mängder till stor grad av precision, till många decimaler för noggrannhet.

Betydelse av "moln"

"Molnen" som Kelvin hänvisade till var:

1. Oförmågan att upptäcka den lysande etern, specifikt misslyckandet med Michelson-Morley-experimentet
2. Den svarta kroppens strålningseffekt - känd som ultraviolett katastrof

Betydelse

Hänvisningar till detta tal har blivit något populära av en mycket enkel anledning: Lord Kelvin var ungefär lika fel som han kunde ha varit. I stället för mindre detaljer som måste bearbetas, representerade Kelvins två "moln" istället grundläggande gränser för en klassisk metod för att förstå universum. Deras upplösning införde helt nya och oförutsedda fysiker, som tillsammans kallas "modern fysik."

Kvantfysik

Faktum är att Max Planck löste problemet med svartkroppsstrålning 1900, antagligen, efter att Kelvin höll sitt tal). På det sättet var han tvungen att åberopa begreppet begränsningar av den tillåtna energin från utsänd ljus. Detta koncept av en "lätt kvanta" sågs som ett enkelt matematiskt trick vid den tiden, nödvändigt för att lösa problemet, men det fungerade. Plancks tillvägagångssätt förklarade exakt det experimentella beviset som härrör från upphettade föremål i svarta kroppens strålningsproblem.

Men 1905 tog Einstein idén vidare och använde konceptet för att också förklara den fotoelektriska effekten. Mellan dessa två lösningar blev det klart att ljus tycktes existera som små paket, eller kvanta, av energifotoner, som de senare skulle bli kallade.

När det blev klart att det fanns ljus i paket, började fysiker att upptäcka att alla typer av materie och energi fanns i dessa paket, och kvantfysikens ålder började.

Relativitet

Det andra "molnet" som Kelvin nämnde var misslyckandet med Michelson-Morley-experimenten för att diskutera den lysande etern. Detta var den teoretiska substans som fysikerna för tiden trodde genomsyrade universum, så att ljus kunde röra sig som en våg. Michelson-Morley-experimenten hade varit en ganska genial uppsättning experiment baserat på idén att ljus skulle röra sig med olika hastigheter genom etern beroende på hur jorden rörde sig genom den. De konstruerade en metod för att mäta denna skillnad ... men det hade inte fungerat. Det verkade som att ljusets rörelse inte hade någon betydelse för hastigheten, vilket inte passade med tanken på att det rör sig genom ett ämne som etern.

Men återigen kom Einstein med och satte bollen rullande på den här. Han lade fram förutsättningen för speciell relativitet och åberopade ett postulat som ljuset alltid rörde sig med konstant hastighet. När han utvecklade relativitetsteorin blev det tydligt att begreppet lysande eter inte längre var särskilt användbart, så forskare kasserade det.

Referenser från andra fysiker

Populära fysikböcker har ofta hänvisat till denna händelse eftersom det gör det klart att även mycket kunniga fysiker kan övervinnas av överförtroende i omfattningen av deras fälts tillämpbarhet.

I sin bok Problemet med fysik, teoretisk fysiker Lee Smolin säger följande om talet: