两个重大的科学实验,差点引发物理学危机,还好出现了他
实践是检验真理的唯一标准。科学的发展离不开实验的探索。所有的科学理论都必须在实验中得到验证,这样我们才能真正把它们应用到实践中,促进人类社会的进步。然而,并不是所有的实验都对自己的研究有帮助,有时甚至动摇了研究的基础。历史上有两个极其重要的科学实验,几乎引发了物理学的危机。幸运的是,一位科学家终于出现了,重新统一了物理学,成为现代物理学的开端。
第一个实验叫做迈克尔逊-莫雷实验。当时,两位科学家迈克尔和莫雷正在进行一项物理实验,用干涉仪测量两条垂直光线之间的差异。在这个实验中,他发现光速在不同的惯性系统和不同的方向没有变化。这种现象在我们看来很正常,但在当时却引起了轩然大波。
因为在19世纪,许多科学家认为光是以波的形式传播的,有一种弹性物质可以传播光波。科学称这种物质为乙醚。当时,人们认为光的传输是基于以太网的。然而,迈克尔和莫雷的实验证明以太网并不存在。那时,实验引起了整个物质世界的震动。许多科学家用不同的方法做了这个实验,并且得出了相同的结论。然而,这个实验动摇了经典物理学的基础,成为笼罩在物理学界头上的乌云。
此后,为了防止物理学崩溃,许多科学家试图解释这一现象。直到几十年后,洛伦茨提出了一个长度收缩公式,它证明了光速在保持以太的前提下是恒定的。又过了十年,爱因斯坦完全放弃了以太的存在,用狭义相对论和光速不变的原理解释了这个实验,于是现代物理学开始了。
第二个实验是黑体辐射实验,它产生了量子物理学。然而,当时,整个物理系统几乎崩溃了。
19世纪末,著名物理学家卢米埃等人进行了一项著名的实验——黑体辐射实验。这个实验发现,能量不是连续的,它根据波长的分布与黑体的温度有关。在经典物理学中,这种现象不会发生。当时人们试图从经典物理学中找到解释,但最终都失败了。这无疑意味着经典物理理论不能解决黑体辐射问题,已经成为经典物理的灾难。
绝望之下,普朗克提议量化振动电子辐射的光的能量,并强行解释了这个问题。然而,这个理论很久没有被认识到,爱因斯坦在它即将崩溃的时候出现了。爱因斯坦得出结论,如果振动的能量可以被量子化,那么电磁场也可以被量子化。在此基础上,科学家开始研究量子物理。爱因斯坦再次拯救了物理学。
可以说,没有爱因斯坦,当经典物理学崩溃时,就是物理学陷入黑暗的时刻。他是现代物理学的开创者,可以说是历史上最伟大的物理学家。
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