21世紀(jì)物理學(xué)三朵烏云？第二朵烏云出現(xiàn)在關(guān)于能量均分的麥克斯韋-玻爾茲曼理論上.——黑體輻射與“紫外災(zāi)難”.19世紀(jì)末,盧梅爾等人的著名實驗―黑體輻射實驗,發(fā)現(xiàn)黑體輻射的能量不是連續(xù)的,它按波長的分布僅與黑體的溫度有關(guān).為了解釋黑體輻射實驗的結(jié)果,物理學(xué)家瑞利和金斯認(rèn)為能量是一種連續(xù)變化的物理量,建立起在波長比較長、那么，21世紀(jì)物理學(xué)三朵烏云？一起來了解一下吧。
1、 近代物理學(xué)時期又稱經(jīng)典物理學(xué)時期，這一時期是從16世紀(jì)至19世紀(jì)，是經(jīng)典物理學(xué)的誕生、發(fā)展和完善時期。
近代物理學(xué)是從天文學(xué)的突破開始的。早在公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德就已提出了“地心說”，即認(rèn)為地球位于宇宙的中心。公元140年，古希臘天文學(xué)家托勒密發(fā)表了他的13卷巨著《天文學(xué)大成》，在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地確立了地心說。根據(jù)這一學(xué)說，地為球形，且居于宇宙中心，靜止不動，其他天體都繞著地球轉(zhuǎn)動。這一學(xué)說從表觀上解釋了日月星辰每天東升西落、周而復(fù)始的現(xiàn)象，又符合上帝創(chuàng)造人類、地球必然在宇宙中居有至高無上地位的宗教教義，因而流傳時間長達(dá)1300余年。
公元15世紀(jì)，哥白尼經(jīng)過多年關(guān)于天文學(xué)的研究，創(chuàng)立了科學(xué)的日心說，寫出“自然科學(xué)的獨立宣言”——《天體運行論》，對地心說發(fā)出了強有力的挑戰(zhàn)。16世紀(jì)初，開普勒通過從第谷處獲得的大量精確的天文學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，先后提出了行星運動三定律。開普勒的理論為牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立提供了重要基礎(chǔ)。從開普勒起，天文學(xué)真正成為一門精確科學(xué)，成為近代科學(xué)的開路先鋒。
近代物理學(xué)之父伽利略，用自制的望遠(yuǎn)鏡觀測天文現(xiàn)象，使日心說的觀念深入人心。他提出落體定律和慣性運動概念，并用理想實驗和斜面實驗駁斥了亞里士多德的“重物下落快”的錯誤觀點，發(fā)現(xiàn)自由落體定律。
這個問題百度百科上很清楚，跟大家推薦下《鬼臉歷史課》，作者用幽默的語言講述物理學(xué)的發(fā)展歷史，物理學(xué)大牛們的成長故事以及他們之間錯綜復(fù)雜的八卦故事，讀完之后對物理學(xué)的認(rèn)知一定會有極大的進(jìn)步。
物理學(xué)上空的兩朵“烏云”
熱力學(xué)泰斗開爾文男爵威廉·湯姆森，在物理學(xué)完善里傳統(tǒng)力學(xué)三大體系（經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典電動力學(xué)、經(jīng)典熱力學(xué)），在一個演講中說“在已經(jīng)基本建成的物理學(xué)大廈中，后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補工作就行了……但是，在物理學(xué)晴朗的天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵小小的令人不安的烏云”
這便是當(dāng)時兩個物理學(xué)上還未解決的難題。它們分別是：
一、光的傳播應(yīng)該是有一種叫“以太”的介質(zhì)；
二、黑體輻射實驗結(jié)果，與理論預(yù)測不一致。
然后正是這兩朵小小的烏云，動搖了傳統(tǒng)物理學(xué)的地基，甚至開啟了物理學(xué)冰山之下的探索——量子力學(xué)。
這兩朵烏云，開啟了兩個分支
一、麥克爾-莫雷實驗為了證實以太存在，但卻發(fā)現(xiàn)光的傳播不需要介質(zhì)，且光速不變。后來愛因斯坦以此為基礎(chǔ)，提出相對論。
二、黑體，即它不反射別的光，它發(fā)出的均來之它自身的光，太陽、燒紅的烙鐵、黑暗中的人體，這些都可近似為黑體。黑體發(fā)出的光是由它熱量導(dǎo)致的，也就是熱輻射。
物理學(xué)未能找到理論去解釋黑體的發(fā)光曲線，普朗克通過拼湊公式的方法，找到了符合的“普朗克黑體公式”——E=hf，
其中f為頻率，h為普朗克常數(shù)——h=6.626x10^(-34)焦耳?秒
有了公式，如何去解釋呢。
在1935年5月15日出版的美國《物理學(xué)評論》雜志上，愛因斯坦、波多爾斯基、羅森聯(lián)合發(fā)表了論文《能認(rèn)為量子力學(xué)對物理實在的描述是完備的嗎？》，對量子力學(xué)的完備性等提出了質(zhì)疑，并由此引出了量子力學(xué)中的一些矛盾。這就是著名的“愛-波-羅悖論”——用三人的姓氏簡稱為EPR悖論。由于當(dāng)時沒有完全克服這個悖論，所以許多物理學(xué)家把它叫做物理學(xué)中的第三朵“烏云”，甚至有人把它稱為物理學(xué)的“20世紀(jì)的第三次狂飆”。這朵“烏云”，至今還沒有完全“抹去”。
第一朵烏云出現(xiàn)在光的波動理論上,----邁克耳遜－莫雷實驗與“以太”說
光波為什么能在真空中傳播?它的傳播介質(zhì)是什么?物理學(xué)家給光找了個傳播介質(zhì)―“以太”,肯定了“以太”的存在,新的問題又產(chǎn)生了：地球以每秒30公里的速度繞太陽運動,就必須會遇到每秒30公里的“以太風(fēng)”迎面吹來,同時,它也必須對光的傳播產(chǎn)生影響.這個問題的產(chǎn)生,引起人們?nèi)ヌ接憽耙蕴L(fēng)”存在與否.為了觀測“以太風(fēng)”是否存在,邁克耳遜）與莫雷合作,在克利夫蘭進(jìn)行了一個著名的“邁克耳遜－莫雷實驗”,但是實驗結(jié)果和卻以太漂移說相矛盾.使科學(xué)家處于左右為難的境地.他們或者須放棄曾經(jīng)說明電磁及光的許多現(xiàn)象的以太理論.如果他們不敢放棄以太,那末,他們必須放棄比“以太學(xué)”更古老的哥白尼的地動說.
第二朵烏云出現(xiàn)在關(guān)于能量均分的麥克斯韋-玻爾茲曼理論上.——黑體輻射與“紫外災(zāi)難”.
19世紀(jì)末,盧梅爾等人的著名實驗―黑體輻射實驗,發(fā)現(xiàn)黑體輻射的能量不是連續(xù)的,它按波長的分布僅與黑體的溫度有關(guān).為了解釋黑體輻射實驗的結(jié)果,物理學(xué)家瑞利和金斯認(rèn)為能量是一種連續(xù)變化的物理量,建立起在波長比較長、溫度比較高的時候和實驗事實比較符合的黑體輻射公式.但是,這個公式推出,在短波區(qū)（紫外光區(qū)）隨著波長的變短,輻射強度可以無止境地增加,這和實驗數(shù)據(jù)相差十萬八千里,是根本不可能的.所以這個失敗被埃倫菲斯特稱為“紫外災(zāi)難”.它的失敗無可懷疑地表明經(jīng)典物理學(xué)理論在黑體輻射問題上的失敗,所以這也是整個經(jīng)典物理學(xué)的“災(zāi)難”.
普朗克提出能量是一份一份的,解決了第一朵烏云
愛因斯坦提出光量子,解決第二朵烏云
然后出現(xiàn)了相對論和量子理論,也就出現(xiàn)了一大團烏云,比原來更密布
以上就是21世紀(jì)物理學(xué)三朵烏云的全部內(nèi)容，第一朵烏云，主要是指邁克爾遜-莫雷實驗結(jié)果和以太漂移說相矛盾；第二朵烏云，黑體輻射與“紫外災(zāi)難”三大發(fā)現(xiàn)是x射線發(fā)現(xiàn)，放射性的發(fā)現(xiàn)，電子的發(fā)現(xiàn) 三個理論是牛頓力學(xué)，量子理論。
