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第214章 经典物理学的璀璨与乌云

1909年7月15日,格里高利等人终于完成了所有资料的整理。

李奇维开始了为期三天的闭关模式。

他要试图用一条清晰的脉络,串联好经典物理学与现代物理学。

原始的稿件肯定是不能给世人看到的,他在10月份的演讲也只会从中截取。

因为他的稿件里会有未来二三十年的所有物理学大事。

任何一个拿出来,都是诺奖级的成果。

普通物理学家一生所求,可能只是稿件里微不足道的一段话。

放在玄幻世界,这妥妥的就是至高神器,真理之书。

看着面前被几个博士生整理的井井有条的论文和作者研究内容,李奇维心生感慨。

他终于走到了这一步。

以至高的视角,梳理物理学史,为后人开辟新的方向和道路。

这应该算是,为往圣继绝学,为万世开太平!

虽然这个时间点,物理学还有很多的理论和现象没有发现。

但是几十年后,李奇维必然还会以崇高的身份,再做一次类似的事情。

物理学史和传统的文明历史不同,没有足够的物理知识,肯定写不出逻辑自洽的故事。

他抛开杂念,开始下笔。

19世纪,是经典物理学最辉煌的时期。

经典物理学由三大理论组成,分别是:牛顿力学理论、麦克斯韦电磁学理论、热力学和统计力学理论。

三大理论,主管了力、光、电、磁、热等物理现象,互相呼应和补充,能解释世间万物运行的规律。

至于其他声、波动等现象,都是这三大理论的组合和延伸而已。

每个理论都有其核心和里程碑时刻。

牛顿力学理论的核心是牛顿三大定律和万有引力定律。

1846年,物理学家通过万有引力定律,成功预测出海王星的存在,并找到了它。

海王星也被称为“笔尖上的行星”。

这是牛顿力学最高光的时刻。

人类仅仅通过一支笔,就计算出天体那样伟大的存在,以孱弱之躯,战胜自然。

牛顿力学也从此被捧上神坛,它权威、神圣、真理。

法国物理学家拉普拉斯,更是大胆,他想象出有一个拉普拉斯兽。

它可以获得宇宙中所有物质的运动状态,并且知道物质之间的相互作用。

那么按照牛顿力学的计算,拉普拉斯兽就可以知道整个宇宙的过去、现在和未来。

这种绝对性、连续性、因果性的宇宙观,就是牛顿力学的哲学观。

这种观念统治着所有人。

在这种思想下成长起来的物理学家,他们都叫经典物理学家。

包括洛伦兹、普朗克,甚至是爱因斯坦。

这也是为什么洛伦兹离相对论只有临门一脚,却始终不敢迈过去,因为相对论违反了绝对性。

普朗克为什么推开了量子论的大门,却不敢再进一步,因为量子论违反了连续性。

而爱因斯坦到死都不愿意承认量子力学的概率解释,因为概率解释违反了因果性。

爱因斯坦作为旧物理与新物理交替时代产生的大佬,他的身上有一种矛盾之美。

他不顾无数人的反对,坚持相对论,却认为量子力学是错的。

当然,这些是后话了。

牛顿力学之后,就是麦克斯韦电磁学。

它的核心是麦克斯韦方程组,高光时刻则是电磁波的发现。

电和磁这两种现象,其实早在牛顿之前,就有很多人研究了。

因为它们太常见了,自然界就存在闪电和磁铁,想不注意这二者都难。

但是直到19世纪初期,物理学家们才发现两者之间的关系。

1819年,丹麦物理学家奥斯特发现,放在通电导线旁边的罗盘竟然发生了偏转。

接着,法国物理学家安培更进一步,他发现两根电流方向不同的通电导线,他们之间竟然会产生吸引力。

而若是通电方向相同,则会产生排斥力。

这说明,通电的导线竟然产生了磁场,所谓的电生磁现象。

后来英国物理学家法拉第,来了一个逆向思维,既然电能生磁,那磁能不能生电呢?

他做了一个实验,把磁铁放在螺旋线圈中,让磁铁上下运动,线圈中果然产生了电流。

这就是电磁感应现象。

于是,物理学家们开始思考,为何电和磁两种看起来完全不相关的现象,却会有这样的联系和作用。

直到麦克斯韦横空出世,发表了麦克斯韦方程组,统一了电和磁。

他证明电和磁,只是电磁这个现象的不同表现形式而已。

并且,麦克斯韦方程组预言了电磁波的存在,计算出它的速度是c,和当时测量的光速一样。

所以,麦克斯韦认为光就是一种电磁波。

8年后,德国物理学家赫兹真的在实验室发现了电磁波,测量其速度发现和方程计算的结果一样。

至此,麦克斯韦彻底封神,电磁理论完美无缺,和牛顿力学一样。

最后的热力学和统计力学,之所以前面没有冠上名字,是因为它的诞生,是许多物理学家合力的结果。

不像牛顿和麦克斯韦,完全是凭借一己之力硬生生创造一门理论。

热力学和统计力学的核心是三大定律。

其实在1900年之前,热力学三大定律就已经成型了。

虽然第三定律在1906年才被能斯特发表,但那也只是最终的确认过程。

热力学第一定律是能量守恒定律,由焦耳在1850年提出,其核心参数是内能。

如今所有的物理学家都默认这个定律是正确的。

第一定律也证明了第一类永动机(一种能不断自动做功而无须消耗任何能源的机器)是不可能存在的。

热力学第二定律是熵增原理。

在克劳修斯、开尔文勋爵、麦克斯韦、玻尔兹曼等几位大佬的努力下,得到完善。

克劳修斯第一个提出“熵”的概念,麦克斯韦第一个用统计学来描述宏观气体。

那个时期原子都还没有被证明存在,麦克斯韦是假设原子存在,然后用统计学解释了气体的压力和温度等。

大佬确实牛逼,干任何领域都牛逼。

热力学只是麦克斯韦无聊时的研究乐趣而已。

而开尔文勋爵则提出了第二定律的标准说法:不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响。

这个定律也彻底否定了第二类永动机的存在。

后来,玻尔兹曼继承了麦克斯韦的思想,他把熵和系统的无序状态联系在一起。

从统计力学的角度,重新用概率定义了热力学第二定律。

这也是为何热力学和统计力学往往是放在一起讲的。

而这种统计力学的思想,也为后面的爱因斯坦提供了灵感。

接下来,就是能斯特发现热力学第三定律,彻底补齐热力学理论。

至此,经典物理学的三大理论全部完成,熠熠生辉,神圣无比,统治物质世界。

自然界的任何现象,都可以用这三大理论解释。

大到天体运动,小到苹果落地;快到电磁波,慢到机械波;热到太阳之力,冷到极寒之力。

三大理论牢不可破,宛如神灵,支配世界。

所以,物理学家们才会膨胀了,认为物理学已经完美了,没啥可研究的了。

这就是开尔文勋爵在1900年4月的那场报告上,所处的时代背景。

他认为目前物理学界只有两朵乌云。

然而在更遥远的地方,其实还有几朵小乌云,只不过当时的物理学家没有在意而已。

如果说经典物理学是牛人辈出,大神同台竞技。

那么现代物理学则是天才宛如流星划过,璀璨至极。

李奇维写到这里,微微一笑,接下来,就是各种颠覆的现象的现代物理学出现了。

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