十三、对现代量子力学基础的批判·5、“紫外灾难”事件子虚乌有

5、“紫外灾难”事件子虚乌有

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首先要说的是“紫外灾难”是一些书呆子的灾难,对于真正的科学家根本不存在有灾难感觉。从另外一个角度看,对于曾经的主流科学界的人会如此迷信一个拼凑出来的理论,竟然用灾难来形容出乎他们意料,据说首次使用这个词的人是开尔文,这人还是主流热力学的泰斗人物,这不得不引起大家的深思,这只不过是个根据实验的数学拼凑公式,他凭什么这么迷信经典电磁理论预测黑体辐射的强度与频率的二次方成正比?难怪开尔文会提出错误的残缺的“熵”的概念,可以看出,这是主流科学界的科学思维出了问题。

在实验测得黑体单色辐射度之后,怎样来解释实验上测得的M0(λ,T)-λ曲线?怎样从理论上求得绝对黑体单色辐射度的数学表达式?为此,在19世纪末许多物理学家做了巨大努力,从经典热力学、统计物理学和电磁学的基础上去寻求答案,但始终没有获得完全成功。1896年维恩根据经典热力学理论导出的公式只是在短波波长与实验曲线相符;1900年瑞利和琼斯根据统计物理学和经典电磁学理论导出的公式只是在波长很长时不偏离实验曲线。他们的共同结论是,在波长比lmax短时,辐射能量将趋于无穷大。这显然是荒谬的结果,在物理学历史上,这一个难题被现代人称为“紫外灾难”。

很多有关量子理论的大众科普读物,甚至某些物理学课本,在讨论普朗克黑体辐射定律的历史时都犯了严重的错误。尽管这些错误概念在四十多年前就已经被物理学史的研究者们指出,事实证明它们依然难以被消除。部分原因可能在于,普朗克最初量子化能量的动机并不是能用三言两语就能够道清的,这里面的原因在现代人看来相当复杂,因而不易被外人所理解。丹麦物理学家Helge Kragh曾发表过一篇文章清晰地阐述了这种错误是如何发生的。

首先是尽管普朗克给出了量子化的电磁波能量表达式,普朗克并没有将电磁波量子化,这在他1901年的论文以

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