נאום "עננים" של קלווין

ביום שישי, 27 באפריל 1900, נשא הפיזיקאי הבריטי לורד קלווין נאום שכותרתו "עננים של המאה התשע עשרה מעל התיאוריה הדינמית של חום ואור", שהחל:

היופי והבהירות של התיאוריה הדינמית, המאשרת חום ואור כמצבי תנועה, מוסתרת כיום על ידי שני עננים.

קלווין המשיך והסביר כי ה"עננים "היו שתי תופעות בלתי מוסברות, אותן הציג כצמד החורים האחרונים שהיו צריכים למלא לפני שהבנתם את התכונות התרמודינמיות והאנרגיות של היקום, הוסבר במונחים קלאסיים של תנועת חלקיקים.

נאום זה, יחד עם הערות אחרות המיוחסות לקלווין, כמו למשל הפיזיקאי אלברט מיכלסון בנאום בשנת 1894, מעידים כי הוא בתוקף האמינו כי התפקיד העיקרי של הפיזיקה באותו יום היה רק ​​למדוד כמויות ידועות במידה רבה של דיוק, אל מקומות עשרוניים רבים של דיוק.

"העננים" אליהם התייחס קלווין היו:

1. חוסר היכולת לזהות את האתר הזוהר, ובמיוחד את כישלונו של ניסוי של מייקלסון-מורלי
2. ה קרינת גוף שחור אפקט - המכונה הקטסטרופה האולטרה-סגולה

הפניות לנאום זה הפכו פופולריות למדי מסיבה אחת פשוטה מאוד: הלורד קלווין טעה בערך כפי שהיה יכול להיות. במקום פרטים קטנים שצריך היה לעבוד, שני "העננים" של קלווין ייצגו במקום גבולות בסיסיים לגישה קלאסית להבנת היקום. החלטתם הציגה תחומי פיזיקה חדשים ובלתי צפויים, הידועים ביחד כ"פיזיקה מודרנית ".

למעשה, מקס פלאנק פתר את בעיית הקרינה בגוף השחור בשנת 1900, ככל הנראה, לאחר שקלווין נתן לו בכך היה עליו להפעיל את מושג המגבלות על האנרגיה המותרת הנפלטת אור. מושג זה של "קוונטה קלה" נתפס באותה תקופה כטריק מתמטי פשוט, הכרחי כדי לפתור את הבעיה, אך זה הצליח. גישתו של פלאנק הסבירה במדויק את הראיות הניסיוניות הנובעות מחפצים מחוממים בבעיית הקרינה בגוף שחור.

עם זאת, בשנת 1905, איינשטיין הרחיק את הרעיון והשתמש במושג כדי גם להסביר את אפקט פוטואלקטרי. בין שני הפתרונות הללו התברר כי נראה שאור קיים כמנות קטנות, או קוונטה, של אנרגיה -פוטונים, כפי שבאו אחר כך להיקרא.

לאחר שהתברר כי אור קיים במנות, החלו הפיזיקאים לגלות שכל מיני סוגים של חומר ואנרגיה קיימים במנות הללו, ועידן פיזיקה קוונטית התחיל.

ה"ענן "האחר שקלווין הזכיר היה כישלונם של הניסויים של מייקלסון-מורלי לדון באתר הזוהר. זה היה החומר התיאורטי שהפיזיקאים של ימינו האמינו שחלחל ליקום, כך שהאור יוכל לנוע כגל. הניסויים של מיישלסון-מורלי היו מערך ניסויים גאוני למדי, שהתבסס על הרעיון האור היה נע במהירויות שונות דרך האתר תלוי באופן בו כדור הארץ עובר דרכו. הם בנו שיטה למדידת ההבדל הזה... אבל זה לא עבד. נראה כי כיוון תנועת האור לא השפיע על המהירות, שלא התאימה לרעיון שהוא יעבור דרך חומר כמו האתר.

אולם שוב, בשנת 1905, איינשטיין הגיע והניח את הכדור מתגלגל על ​​הכדור הזה. הוא הניח את הנחת היסוד של יחסיות מיוחדת, קורא לתנוחה שאור תמיד נע במהירות קבועה. כאשר פיתח את תורת היחסות, התברר כי מושג האתר הזוהר כבר לא היה מועיל במיוחד, ולכן המדענים השליכו אותו.

בספרי פיסיקה פופולריים התייחסו לא פעם לאירוע זה מכיוון שהוא מבהיר כי אפילו מאוד ניתן להתגבר על פיסיקאים הבקיאים על ידי אמון יתר בהיקף תחומם תחול.

בספרו הבעיה עם הפיזיקה, אומר הפיזיקאי התאורטי לי סמולין את הדברים הבאים על הנאום:

ויליאם תומסון (לורד קלווין), פיזיקאי בריטי בעל השפעה, הצהיר במפורסם שהפיזיקה הסתיימה, למעט שני עננים קטנים באופק. "עננים" אלה התבררו כרמזים שהובילו אותנו לתיאוריה קוונטית ותורת היחסות.

הפיזיקאי בריאן גרין מתייחס גם לנאום קלווין ב בד הקוסמוס:

בשנת 1900 קלווין עצמו ציין כי "שני עננים" מרחפים באופק, האחד קשור לתכונות של תנועת האור והשני עם היבטים של חפצי הקרינה פולטים כשהם מחוממים, אך הייתה תחושה כללית שמדובר בפרטים בלבד, שללא ספק בקרוב יהיו מופנה.

תוך עשור הכל השתנה. כצפוי, שתי הבעיות שקלווין העלה טופלו מייד, אך הן הוכיחו דבר מלבד מינורי. כל אחד הצית מהפכה, וכל אחד מהם דורש שכתוב יסודי של חוקי הטבע.