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「物理學的大廈已經落成,上面只有兩朵烏雲」是什麽意思?

2021-06-05知識

在此我需要給克耳文男爵正個名。

克耳文男爵從來沒說過「物理學的大廈已經落成,上面只有兩朵烏雲」這句話!很多科普作品都提及克耳文說了這句話,但是事實是,這些科普作者從來都沒有去進行過任何考證,都是人雲亦雲!而且這種現象在量子力學史科普作品中還很常見!所以現在很多這些所謂的科學史故事,我都盡量去做第一手資料的考察,以保證自己不會犯和這些不負責任作者們一樣的錯誤。

另外,(這一段討論的是英國爵位因為克耳文是英國人)克耳文是男爵而不是爵士。男爵(男爵並不是男的爵士的意思,而必須合在一起看。也有女性的男爵叫做女男爵)和爵士來源於英國的貴族制度,屬於兩個不同的等級。

下面我就會對於這個事件進行詳細的解釋:

  1. 這個演講並不是19世紀的最後一天。很多作品中都提到這是新年賀詞或者元旦祝辭之類的,但是實際上這個演講是在1900年4月27日 [1] [2] ,與新年一丁點關系都沒有。
  2. 在那個題為【覆蓋熱量和光線的動力學理論的十九世紀的烏雲】(Nineteenth-Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light)的演講中,他說:「動力學理論斷言熱和光都是運動的方式,現在這種理論的優美性和清晰性被兩朵烏雲遮蔽得黯然失色了 [2] 」。如果「只有兩朵」這麽簡單(有的地方甚至寫的是「小烏雲」),還能使得黯然失色了麽?由此可見,這克耳文看來,這兩朵烏雲的問題還挺嚴重!
  3. 在全文中,克耳文從未提到過「物理學的大廈已經落成」。那麽這句話是否有被說過呢?這句話的確有人說過,不過那人是艾伯特·麥可遜,就是他的實驗導致了第一朵烏雲。麥可遜說 [3]
While it is never safe to affirm that the future of Physical Science has no marvels in store even more astonishing than those of the past, it seems probable that most of the grand underlying principles have been firmly established and that further advances are to be sought chiefly in the rigorous application of these principles to all the phenomena which come under our notice. It is here that the science of measurement shows its importance — where quantitative work is more to be desired than qualitative work. An eminent physicist remarked that the future truths of physical science are to be looked for in the sixth place of decimals.
嘗試轉譯一下:
盡管去斷言物理學的未來不會再有驚人的奇跡是不安全的,但是似乎事實很可能就是,大多數基本的大原則已經被牢固地建立起來了。而未來的的進展主要如何對於我們所註意到的所有現象,更加嚴格地套用這些原則。正是在這裏,測量科學顯示了它的重要性——定量工作比定性工作更令人渴望。一位著名的物理學家說,物理科學的未來真理要在小數點的第六位找到。

另外,普朗克的導師,菲利普·馮·喬利也有過類似的說法。菲利普·馮·喬利想勸退普朗克,告訴他物理學沒什麽可研究的了,退了吧。沒想到普朗克這個人本身隨遇而安不喜歡變革,結果勸退的理由反倒成了勸進的原因——而萬萬沒想到最初的變革竟是普朗克所掀起的。

總的來說,克耳文男爵從來沒說過「物理學的大廈已經落成,上面只有兩朵烏雲」這樣的話。這樣的誤傳純屬太多的科學史科普作者人雲亦雲了。——比如在下述回答中,我還介紹了關於德布羅意博士論文的誤傳。

最後回到這兩朵烏雲分別是什麽的問題。根據克耳文所說

第一朵烏雲是隨著光的波動論而開始出現的。它包括這樣一個問題:地球如何能透過本質上是光以太這樣的彈性固體運動呢?第二朵烏雲是馬克士威-波茲曼關於能量均分的學說。

最後第一朵烏雲匯出了相對論,第二朵則匯出了量子力學。

參考

  1. ^https://zh.wikipedia.org/wiki/第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
  2. ^ a b 李醒民 克耳文勛爵的「兩朵烏雲」 http://www.wuli.ac.cn/CN/abstract/abstract27610.shtml
  3. ^https://4gravitons.com/2016/03/11/in-defense-of-lord-kelvin-michelson-and-the-physics-of-decimals/