ตามเรื่องราวมาตรฐาน ซึ่งน่าเสียดายที่ยังคงพบในตำราฟิสิกส์หลายเล่ม ทฤษฎีควอนตัมเกิดขึ้นเมื่อตระหนักว่าฟิสิกส์คลาสสิกทำนายการกระจายพลังงานของรังสีจากวัตถุดำซึ่งขัดแย้งอย่างรุนแรงกับที่พบในการทดลอง ในช่วงปลายทศวรรษ 1890 เรื่องราวยังคงดำเนินต่อไป นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันได้พัฒนาสำนวนที่สอดคล้องกับการทดลองพอสมควร แต่ไม่มีรากฐานทางทฤษฎี เมื่อลอร์ดเรย์ลีและเจมส์ ยีนส์
วิเคราะห์
การแผ่รังสีของวัตถุดำจากมุมมองของฟิสิกส์คลาสสิก สเปกตรัมที่ได้นั้นแตกต่างอย่างมากจากทั้งการทดลองและกฎ เมื่อเผชิญกับความผิดปกติร้ายแรงนี้ จึงมองหาวิธีแก้ปัญหา ในระหว่างนั้นเขาถูกบังคับให้แนะนำแนวคิดเรื่อง “ควอนตัมพลังงาน” ด้วยสมมติฐานควอนตัม ได้รับการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบ
ระหว่างทฤษฎีและการทดลอง โวล่า! ทฤษฎีควอนตัมถือกำเนิดขึ้น เรื่องราวเป็นตำนาน ใกล้เคียงกับเทพนิยายมากกว่าความจริงทางประวัติศาสตร์ ทฤษฎีควอนตัมไม่ได้เกิดจากความล้มเหลวใดๆ ของฟิสิกส์คลาสสิก แต่เกิดจากความเข้าใจอย่างลึกซึ้งของพลังค์ในด้านอุณหพลศาสตร์
เอนโทรปีที่น่าฉงน ในช่วงปีสุดท้ายของศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์หลายคนพบว่าตนเองกำลังถกเถียงกันถึงความถูกต้องของมุมมองโลกเชิงกล ซึ่งจนกระทั่งถึงตอนนั้นก็ยังถูกมองข้ามไป คำถามที่เป็นหัวใจของการถกเถียงคือว่ากลศาสตร์แบบนิวตันที่มีเกียรติตามกาลเวลายังคงสามารถถือเป็นคำอธิบาย
ที่ถูกต้องของธรรมชาติทั้งหมดได้หรือไม่ ในการอภิปรายเหล่านี้ ซึ่งเป็นการพิสูจน์รากฐานของฟิสิกส์ อิเล็กโทรไดนามิกส์และอุณหพลศาสตร์ได้ครอบครองเวทีกลาง เท่าที่เกี่ยวข้องกับนักไฟฟ้าพลศาสตร์ ปัญหาพื้นฐานคือความสัมพันธ์ระหว่างกลศาสตร์และพลศาสตร์ไฟฟ้า หรือระหว่างสสาร
กับอีเธอร์สมมุติฐาน กฎของกลศาสตร์สามารถลดลงเป็นอิเล็กโทรไดนามิกส์ได้หรือไม่? ในขณะเดียวกัน ผู้เชี่ยวชาญด้านอุณหพลศาสตร์ได้มุ่งเน้นไปที่ความสัมพันธ์ระหว่างกฎของกลศาสตร์กับกฎพื้นฐานของความร้อนสองข้อ นั่นคือหลักการอนุรักษ์พลังงานและกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ การอภิปรายนี้ดู
ที่สถานะ
ของฟิสิกส์เชิงสถิติและโมเลกุล และดังนั้นจึงตรวจสอบคำถามพื้นฐานที่ว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมหรือไม่ แม้ว่าการอภิปรายทั้งสองจะมีความคล้ายคลึงกันมาก แต่ก็เป็นประเด็นหลังที่ทฤษฎีควอนตัมถือกำเนิดขึ้น สนใจอย่างลึกซึ้งในกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ตามกฎหมายนี้
(หนึ่งในหลายๆ ฉบับ) ไม่มีกระบวนการใดเป็นไปได้ ซึ่งผลลัพธ์เพียงอย่างเดียวคือการถ่ายเทความร้อนจากส่วนที่เย็นกว่าไปยังร่างกายที่ร้อนกว่า ด้วยความช่วยเหลือจากแนวคิดเรื่องเอนโทรปีซึ่งนำเสนอโดยรูดอล์ฟ คลอสเซียสในปี พ.ศ. 2408 กฎหมายสามารถปรับเปลี่ยนใหม่เพื่อระบุว่าเอนโทรปี
ของระบบที่แยกออกมาหนึ่งๆ เพิ่มขึ้นหรือคงที่เสมอ เกิดในปี พ.ศ. 2401 เป็นบุตรชายของศาสตราจารย์ด้านนิติศาสตร์ พลังค์ได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเบอร์ลินในปี พ.ศ. 2432 วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยมิวนิกเกี่ยวข้องกับกฎข้อที่สอง
ซึ่งเป็นหัวข้อของงานส่วนใหญ่ของเขาด้วย จนถึงประมาณปี 1905 ความคิดของพลังค์มีศูนย์กลางอยู่ที่แนวคิดเรื่องเอนโทรปีและวิธีทำความเข้าใจ “การย้อนกลับไม่ได้” บนพื้นฐานของความถูกต้องสมบูรณ์ของกฎเอนโทรปี ซึ่งเป็นกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ที่กำหนดขึ้นจากแนวคิดเอนโทรปี
ในช่วงทศวรรษที่ 1890 การถกเถียงเกี่ยวกับกฎข้อที่สองมีศูนย์กลางอยู่ที่การตีความทางสถิติ (หรือความน่าจะเป็น) ที่ ได้เสนอไว้แต่เดิมในปี 1872 และขยายออกไปในปี 1877 ตามการตีความเชิงกลโมเลกุล เอนโทรปีของระบบเป็นผลรวมของ การเคลื่อนที่ของโมเลกุล กฎข้อที่สองใช้ได้ในแง่สถิติ
เท่านั้น ทฤษฎี ซึ่งสันนิษฐานการมีอยู่ของอะตอมและโมเลกุล ถูกท้าทาย และ “นักพลังงาน” คนอื่นๆ ซึ่งต้องการปลดปล่อยฟิสิกส์จากแนวคิดเรื่องอะตอมและวางรากฐานบนพลังงานและปริมาณที่เกี่ยวข้อง
ตำแหน่งของพลังค์ในการโต้วาทีครั้งนี้คืออะไร? อาจมีคนคาดหวังว่าเขาเข้าข้างผู้ชนะ
หรือผู้ที่
กลายเป็นผู้ชนะในไม่ช้า นั่นคือและ “นักปรมาณู” แต่นี่ไม่ใช่กรณี ความเชื่อของพลังค์ในความถูกต้องสัมบูรณ์ของกฎข้อที่สองทำให้เขาไม่เพียงปฏิเสธอุณหพลศาสตร์ในรูปแบบทางสถิติ เท่านั้น แต่ยังสงสัยในสมมติฐานของปรมาณูที่มันวางอยู่อีกด้วย เร็วเท่าปี 1882 พลังค์สรุปว่าความคิด
เกี่ยวกับอะตอมของสสารนั้นขัดแย้งกับกฎการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีอย่างแยกไม่ออก “จะมีการต่อสู้ระหว่างสองสมมติฐานนี้ที่จะทำให้ชีวิตของหนึ่งในนั้น” เขาทำนาย เกี่ยวกับผลลัพธ์ของการต่อสู้ เขาเขียนว่า “แม้ว่าทฤษฎีปรมาณูจะประสบความสำเร็จอย่างมากในอดีต แต่สุดท้ายเราก็ต้องยอมแพ้
และตัดสินใจสนับสนุนข้อสันนิษฐานของสสารต่อเนื่อง” อย่างไรก็ตาม การต่อต้านปรมาณูของพลังค์ลดน้อยลงในช่วงปี 1890 เมื่อเขาตระหนักถึงพลังของสมมติฐานและการรวมเข้าด้วยกันทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางกายภาพและเคมีที่หลากหลาย ทัศนคติของเขาต่อปรมาณูยังคงคลุมเครือ
และเขายังคงให้ความสำคัญกับอุณหพลศาสตร์ในระดับมหภาคและไม่สนใจทฤษฎีทางสถิติของ อันที่จริง ในปี พ.ศ. 2438 เขาพร้อมที่จะเริ่มดำเนินการในโครงการวิจัยที่สำคัญเพื่อตรวจสอบการย้อนกลับทางอุณหพลศาสตร์ไม่ได้ในแง่ของแบบจำลองจุลภาคเชิงกลหรือจุลภาคไฟฟ้าพลศาสตร์ที่ไม่เกี่ยวข้อง
กับสมมติฐานอะตอมอย่างชัดแจ้ง โปรแกรมนี้ไม่เพียงแต่แสดงความสนใจอย่างลึกซึ้งของพลังค์ในแนวคิดเรื่องเอนโทรปีเท่านั้น แต่ยังแสดงทัศนคติแบบ “ชนชั้นสูง” ต่อฟิสิกส์อีกด้วย เขามุ่งความสนใจไปที่แง่มุมพื้นฐานและไม่สนใจแนวคิดประยุกต์ที่ธรรมดามาก ความหลงใหลในเอนโทรปีของเขา
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
