物理学上空的两朵“乌云” _乌云

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物理学上空的两朵“乌云”
热力学泰斗开尔文男爵威廉·汤姆森，在物理学完善里传统力学三大体系（经典力学、经典电动力学、经典热力学），在一个演讲中说“在已经基本建成的物理学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了……但是，在物理学晴朗的天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云”
这便是当时两个物理学上还未解决的难题。它们分别是：
一、光的传播应该是有一种叫“以太”的介质；
二、黑体辐射实验结果，与理论预测不一致。
然后正是这两朵小小的乌云，动摇了传统物理学的地基，甚至开启了物理学冰山之下的探索——量子力学。
这两朵乌云，开启了两个分支
一、麦克尔-莫雷实验为了证实以太存在，但却发现光的传播不需要介质，且光速不变。后来爱因斯坦以此为基础，提出相对论。
二、黑体，即它不反射别的光，它发出的均来之它自身的光，太阳、烧红的烙铁、黑暗中的人体，这些都可近似为黑体。黑体发出的光是由它热量导致的，也就是热辐射。
物理学未能找到理论去解释黑体的发光曲线，普朗克通过拼凑公式的方法，找到了符合的“普朗克黑体公式”——E=hf，
其中f为频率，h为普朗克常数——h=6626x10^(-34)焦耳?秒
有了公式，如何去解释呢。普朗克通过研究，发现公式成立，得假设能量为不连续的，即能量具有一个最小单位——量子。
爱因斯坦在此基础上，发表了一篇《关于光的产生和转变的一个启发性观点》，提出了“光电效应”，获得诺贝尔奖——频率更高的光线，其单个量子所含能量更高。低频光的量子能量不足，无法在“光打金属”的实验中激发出电子。也就是光也是以量子形式来吸收能量，没有连续性，不能累积。
这个世界是由一个个量子组成，但是为什么在宏观的我们感受不到？因为量子足够小，就如同一台无比高清的电视机，通过一个个光点组成，远看就能形成连续的画面。
十九世纪末，物理学界的很多科学家对经典物理的严密性极为满意，认为物理学发展已经到了巅峰，所有的问题已经解决。自然界的一切现象几乎都可以被现有理论精确解释，力、热、光、电、磁……，物理学似乎尽善尽美，一切基本原理都被发现，有些人甚至声称物理学已经终结，但类似开尔文这样的物理学家却忧虑的认识到，在经典物理灿烂的天空上漂浮着两朵乌云，一朵是美国人迈克尔逊和莫雷的试验，一朵是黑体辐射问题，两个问题导致经典物理的大厦出现了严重漏洞，甚至有大厦倾覆的危险。而这两个问题的最终解决，一个诞生了爱因斯坦的相对论，另外一个诞生了量子物理，进而产生了20世纪初的辉煌的物理学革命并深刻影响了我们这个时代。