现代科学革命的“导火线”一一经典物理学危机

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19 世纪 80 年代，当克斯韦电碰理论建立之后，物理学家都很兴奋。爱因斯坦曾回忆说:“在我的学生时代，最使我着迷的课题是麦克斯书理论。”他认为麦克斯韦同法拉第理论之间的关系，如同伽利略的力学同牛顿力学之间的关系一样，前者直觉地抓住了事物的联系，后者严格地把这些联系用公式表述出来。不少人认为经典物理学的体系已经很完美了。另一位有代表性的物理学家是英国的开尔文，他在 1900 年发表的“新年贺中说:“现在已经基本建成科学大厦中，后辈的物理学家只能做一些零碎的修补工作了。”他认为，在物理学晴朗的上空，仅有两朵残存的“乌云”，这就是“以太危机”和经典黑体辐射公式中的“紫外光灾难”所谓“以太危机’”指牛顿提出的“绝对静止的坐标系”，它同传播万有引力的特殊介质“以太”相联系，“以太”粒子极共微小，它没有重量却有很大的弹性系数。显然，“以太”构想的提出是牛顿机械物质观和运动观的表现，它不能接受任何没有中介传递物质的:“超距”相互作用，只有想象透明的、充满于字由空间的“以太”。麦克斯韦的电磁场理论曾经否定了最初的以太假设，认为电磁场的传播不需要个质。于是， 19世纪未有一批实验科学家设法探测“以太风”，结果大都是否定的。特别是 1887 年美国科学家迈克尔逊和莫雷的干涉实验，有力地证明了以太坐标系并不存在。
“紫外光灾难”指 1899 年瑞利和琼斯总结出黑体辐射的经验式，得出辐射密度函数同热幅射频率的平方成正比的规律。按照这个公式，当波的波长很短、频率很大(如紫时光)时，射密度几乎趋于无穷大，这是不合理的。表明经典热辐射公式没有反映黑体的本质和共同规律，仅仅是从经验总结出适合于长波段的公式。开尔文对经典物理发展前景的估计是有些保守了，但他能看出在晴朗天空中的“两朵乌云”是对经典物理学的挑战，这种认识还颇有洞察力。解决这两个危机，是现代物理学革命的突破点。