Kelvins Wolken -Rede

Am Freitag, den 27. April 1900, hielt der britische Physiker Lord Kelvin eine Rede mit dem Titel "Wolken des 19. Jahrhunderts über die dynamische Theorie von Wärme und Licht", die begann:

Die Schönheit und Klarheit der dynamischen Theorie, die Hitze und Licht als Bewegungsmodi ansieht, wird derzeit von zwei Wolken verdeckt.

Kelvin erklärte weiter, dass die "Wolken" zwei ungeklärte Phänomene seien, die er als die letzten paar Löcher beschrieb, die gefüllt werden mussten, bevor er ein vollständiges Verständnis der thermodynamischen und energetischen Eigenschaften des Universums hatte, das in klassischen Begriffen erklärt wurde die Bewegung von Partikeln.

Diese Rede, zusammen mit anderen Kommentaren, die Kelvin zugeschrieben wurden, wie sie der Physiker Albert Michelson in einer Rede von 1894 hielt, zeigt, dass er fest davon überzeugt war, dass die Hauptaufgabe der Physik an diesem Tag darin bestand, nur bekannte Größen mit einem hohen Maß an Präzision zu messen viele Dezimalstellen Genauigkeit.

Bedeutung von "Clouds"

Die "Wolken", auf die sich Kelvin bezog, waren:

1. Die Unfähigkeit, den leuchtenden Äther zu erkennen, insbesondere das Scheitern des Michelson-Morley-Experiments
2. Der Schwarzkörper-Strahlungseffekt - bekannt als die UV-Katastrophe

Bedeutung

Verweise auf diese Rede sind aus einem sehr einfachen Grund einigermaßen populär geworden: Lord Kelvin lag ungefähr so ​​falsch, wie er möglicherweise hätte sein können. Statt kleinerer Details, die ausgearbeitet werden mussten, stellten Kelvins zwei "Wolken" grundlegende Grenzen für einen klassischen Ansatz zum Verständnis des Universums dar. Ihre Entschließung führte ganz neue und unerwartete Bereiche der Physik ein, die zusammen als "moderne Physik" bezeichnet werden.

Quantenphysik

Tatsächlich löste Max Planck das Problem der Schwarzkörperstrahlung im Jahr 1900, vermutlich nachdem Kelvin seine Rede gehalten hatte. Dabei musste er sich auf das Konzept der Begrenzung der zulässigen Energie des emittierten Lichts berufen. Dieses Konzept der "Lichtquanten" wurde damals als einfacher mathematischer Trick angesehen, der zur Lösung des Problems notwendig war, aber es funktionierte. Plancks Ansatz erklärte präzise die experimentellen Beweise, die sich aus erhitzten Objekten im Schwarzkörper-Strahlungsproblem ergeben.

1905 griff Einstein die Idee jedoch weiter auf und erläuterte anhand des Konzepts auch den photoelektrischen Effekt. Zwischen diesen beiden Lösungen wurde deutlich, dass Licht als kleine Pakete oder Quanten von Energiephotonen zu existieren schien, wie sie später genannt werden würden.

Als klar wurde, dass Licht in Paketen vorhanden war, entdeckten die Physiker, dass in diesen Paketen alle Arten von Materie und Energie vorhanden waren, und das Zeitalter der Quantenphysik begann.

Relativität

Die andere "Wolke", die Kelvin erwähnte, war das Versagen der Michelson-Morley-Experimente, den leuchtenden Äther zu diskutieren. Dies war die theoretische Substanz, von der die damaligen Physiker glaubten, dass sie das Universum durchdrang, damit sich das Licht als Welle bewegen konnte. Die Michelson-Morley-Experimente waren ein ziemlich genialer Satz von Experimenten, der auf der Idee beruhte, dass sich Licht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch den Äther bewegen würde, abhängig davon, wie sich die Erde durch ihn bewegte. Sie haben eine Methode entwickelt, um diesen Unterschied zu messen… aber es hat nicht funktioniert. Es schien, dass die Richtung der Bewegung des Lichts keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit hatte, was nicht mit der Vorstellung übereinstimmte, dass es sich durch eine Substanz wie den Äther bewegte.

1905 kam Einstein wieder und brachte den Ball ins Rollen. Er legte die Prämisse einer speziellen Relativitätstheorie dar und berief sich auf ein Postulat, wonach sich das Licht immer mit konstanter Geschwindigkeit bewegte. Als er die Relativitätstheorie entwickelte, wurde klar, dass das Konzept des leuchtenden Äthers nicht mehr besonders hilfreich war, und die Wissenschaftler verwarfen es.

Referenzen von anderen Physikern

Populäre Physikbücher haben sich häufig auf dieses Ereignis bezogen, weil es deutlich macht, dass selbst sehr sachkundige Physiker im Hinblick auf die Anwendbarkeit ihres Fachgebiets durch Zuversicht überwunden werden können.

In seinem Buch Das Problem mit der Physik, Der theoretische Physiker Lee Smolin sagt Folgendes über die Rede: