نصائح

خطاب كيلفين "الغيوم"

خطاب كيلفين "الغيوم"

في يوم الجمعة الموافق 27 أبريل 1900 ، ألقى الفيزيائي البريطاني اللورد كيلفن خطابًا بعنوان "غيوم القرن التاسع عشر فوق النظرية الديناميكية للحرارة والضوء" ، والتي بدأت:

إن جمال وضوح النظرية الديناميكية ، التي تؤكد على أن الحرارة والضوء هما طريقتان للحركة ، تحجبها في الوقت الحالي سحبتان.

واستمر كيلفن في شرح أن "الغيوم" كانتا ظاهرتين غير مفسرتين ، وصوّرهما على أنهما الزوجان الأخيران من الثقوب التي يجب ملؤها قبل فهم كامل لخصائص الطاقة الحرارية والكون في الكون ، كما أوضح في المصطلحات الكلاسيكية حركة الجزيئات.

يشير هذا الخطاب ، إلى جانب التعليقات الأخرى التي نسبت إلى كلفن ، مثل الفيزيائي ألبرت ميشيلسون في خطاب ألقاه عام 1894 ، إلى أنه يعتقد اعتقادا قويا أن الدور الرئيسي للفيزياء في ذلك اليوم كان مجرد قياس الكميات المعروفة بدرجة عالية من الدقة ، إلى العديد من المنازل العشرية من الدقة.

معنى "الغيوم"

"السحب" التي كان يشير إليها كلفن هي:

  1. عدم القدرة على اكتشاف الأثير المضيء ، وعلى وجه التحديد فشل تجربة مايكلسون مورلي
  2. تأثير إشعاع الجسم الأسود المعروف باسم كارثة الأشعة فوق البنفسجية

أهمية

أصبحت الإشارات إلى هذا الخطاب مشهورة إلى حد ما لسبب بسيط للغاية: كان اللورد كلفين مخطئًا بقدر ما كان يمكن أن يكون. بدلاً من التفاصيل البسيطة التي كان لابد من صياغتها ، مثلت سحبتان كيلفن حدودًا أساسية لنهج تقليدي لفهم الكون. قدم حلهم مجالات جديدة وغير متوقعة للفيزياء ، والمعروفة مجتمعة باسم "الفيزياء الحديثة".

فيزياء الكم

في الواقع ، قام ماكس بلانك بحل مشكلة إشعاع الجسم الأسود في عام 1900 ، من المفترض ، بعد أن ألقى كيلفين خطابه. كان يُنظر إلى مفهوم "الكونتا الخفيفة" على أنه خدعة رياضية بسيطة في ذلك الوقت ، وهو ضروري لحل المشكلة ، لكنه نجح. شرح نهج بلانك بالأدلة الدليل التجريبي الناتج عن الأجسام الساخنة في مشكلة إشعاع الجسم الأسود.

ومع ذلك ، في عام 1905 ، أخذ أينشتاين الفكرة إلى أبعد من ذلك واستخدم المفهوم لشرح التأثير الكهروضوئي أيضًا. بين هذين الحلين ، أصبح من الواضح أن الضوء بدا كحزم صغيرة ، أو كوانتا ، لفوتونات الطاقة ، كما سيأتي فيما بعد.

بمجرد أن أصبح من الواضح أن الضوء موجود في الحزم ، بدأ الفيزيائيون في اكتشاف وجود كل أنواع المواد والطاقة في هذه الرزم ، وبدأ عصر الفيزياء الكمومية.

نسبية

كانت "السحابة" الأخرى التي ذكرها كلفن هي فشل تجارب مايكلسون مورلي في مناقشة الأثير المضيء. كانت هذه هي المادة النظرية التي اعتقد الفيزيائيون في ذلك اليوم أنها تخللت الكون ، بحيث يمكن أن يتحرك الضوء كموجة. كانت تجارب ميشيلسون مورلي مجموعة مبتكرة من التجارب ، استنادًا إلى فكرة أن الضوء سوف يتحرك بسرعات مختلفة عبر الأثير اعتمادًا على كيفية تحرك الأرض من خلالها. لقد بنوا طريقة لقياس هذا الاختلاف ... لكنها لم تنجح. يبدو أن اتجاه حركة الضوء ليس له أي تأثير على السرعة ، وهو ما لا يتوافق مع فكرة أنه يتحرك عبر مادة مثل الأثير.

مرة أخرى ، على الرغم من ذلك ، في عام 1905 جاء أينشتاين ووضع الكرة على هذا واحد. لقد طرح فرضية النسبية الخاصة ، متذرعًا بفرضية أن الضوء يتحرك دائمًا بسرعة ثابتة. عندما طور نظرية النسبية ، أصبح من الواضح أن مفهوم الأثير المضيء لم يعد مفيدًا بشكل خاص ، لذلك تجاهل العلماء ذلك.

مراجع الفيزيائيين الآخرين

كثيرا ما أشارت كتب الفيزياء الشهيرة إلى هذا الحدث لأنه يوضح أنه حتى الفيزيائيين ذوي المعرفة الواسعة يمكن التغلب عليهم بالثقة المفرطة في مدى قابلية تطبيق مجالهم.

في كتابه المشكلة مع الفيزياءيقول الفيزيائي النظري لي سمولين ما يلي عن الخطاب:

أعلن ويليام طومسون (اللورد كلفن) ، عالم الفيزياء البريطاني المؤثر ، أن الفيزياء قد انتهت ، باستثناء اثنين من السحب الصغيرة في الأفق. تبين أن هذه "السحب" هي القرائن التي قادتنا إلى نظرية الكم ونظرية النسبية.

الفيزيائي براين غرين يشير أيضا إلى خطاب كلفن في نسيج الكون:

في عام 1900 ، لاحظ كلفن نفسه أن "سحبتان" تحومان في الأفق ، أحدهما يتعلق بخصائص حركة الضوء والأخرى بجوانب الأجسام الإشعاعية تنبعث عند تسخينها ، ولكن كان هناك شعور عام بأن هذه كانت مجرد تفاصيل ، والتي ، بلا شك ، سيتم معالجتها قريبا.
خلال عقد من الزمن ، تغير كل شيء. كما كان متوقعًا ، تمت معالجة المشكلتين اللتين أثارهما كلفن على الفور ، لكنهما أثبتا شيئًا بسيطًا. أشعل كل منهم ثورة ، وكل منهما يتطلب إعادة كتابة أساسية لقوانين الطبيعة.