在此我需要给开尔文男爵正个名。
开尔文男爵从来没说过「物理学的大厦已经落成,上面只有两朵乌云」这句话!很多科普作品都提及开尔文说了这句话,但是事实是,这些科普作者从来都没有去进行过任何考证,都是人云亦云!而且这种现象在量子力学史科普作品中还很常见!所以现在很多这些所谓的科学史故事,我都尽量去做第一手资料的考察,以保证自己不会犯和这些不负责任作者们一样的错误。
另外,(这一段讨论的是英国爵位因为开尔文是英国人)开尔文是男爵而不是爵士。男爵(男爵并不是男的爵士的意思,而必须合在一起看。也有女性的男爵叫做女男爵)和爵士来源于英国的贵族制度,属于两个不同的等级。
下面我就会对于这个事件进行详细的解释:
- 这个演讲并不是19世纪的最后一天。很多作品中都提到这是新年贺词或者元旦祝辞之类的,但是实际上这个演讲是在1900年4月27日 [1] [2] ,与新年一丁点关系都没有。
- 在那个题为【覆盖热量和光线的动力学理论的十九世纪的乌云】(Nineteenth-Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light)的演讲中,他说:「动力学理论断言热和光都是运动的方式,现在这种理论的优美性和清晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色了 [2] 」。如果「只有两朵」这么简单(有的地方甚至写的是「小乌云」),还能使得黯然失色了么?由此可见,这开尔文看来,这两朵乌云的问题还挺严重!
- 在全文中,开尔文从未提到过「物理学的大厦已经落成」。那么这句话是否有被说过呢?这句话的确有人说过,不过那人是阿尔伯特·迈克尔逊,就是他的实验导致了第一朵乌云。迈克尔逊说 [3]
尝试翻译一下:
尽管去断言物理学的未来不会再有惊人的奇迹是不安全的,但是似乎事实很可能就是,大多数基本的大原则已经被牢固地建立起来了。而未来的的进展主要如何对于我们所注意到的所有现象,更加严格地应用这些原则。正是在这里,测量科学显示了它的重要性——定量工作比定性工作更令人渴望。一位著名的物理学家说,物理科学的未来真理要在小数点的第六位找到。
另外,普朗克的导师,菲利普·冯·乔利也有过类似的说法。菲利普·冯·乔利想劝退普朗克,告诉他物理学没什么可研究的了,退了吧。没想到普朗克这个人本身随遇而安不喜欢变革,结果劝退的理由反倒成了劝进的原因——而万万没想到最初的变革竟是普朗克所掀起的。
总的来说,开尔文男爵从来没说过「物理学的大厦已经落成,上面只有两朵乌云」这样的话。这样的误传纯属太多的科学史科普作者人云亦云了。——比如在下述回答中,我还介绍了关于德布罗意博士论文的误传。
最后回到这两朵乌云分别是什么的问题。根据开尔文所说
第一朵乌云是随着光的波动论而开始出现的。它包括这样一个问题:地球如何能通过本质上是光以太这样的弹性固体运动呢?第二朵乌云是麦克斯韦-玻尔兹曼关于能量均分的学说。最后第一朵乌云导出了相对论,第二朵则导出了量子力学。
参考
- ^https://zh.wikipedia.org/wiki/第一代开尔文男爵威廉·汤姆森
- ^ a b 李醒民 开尔文勋爵的「两朵乌云」 http://www.wuli.ac.cn/CN/abstract/abstract27610.shtml
- ^https://4gravitons.com/2016/03/11/in-defense-of-lord-kelvin-michelson-and-the-physics-of-decimals/