ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับค่าคงที่ของพลังค์ ทฤษฎีควอนตัม

⁰

ในวิชาฟิสิกส์ ไม่ใช่ปรากฏการณ์และวัตถุทั้งหมดที่สามารถสังเกตได้โดยตรง เช่น สนามไฟฟ้า. สิ่งที่เราสังเกตเห็นคือปฏิสัมพันธ์ของร่างกาย และโดยปฏิสัมพันธ์ของร่างกายที่เราตัดสิน ค่าไฟฟ้า, เกี่ยวกับ สนามไฟฟ้าซึ่งถูกสร้างขึ้นรอบๆ หากเราไม่สามารถสังเกตสิ่งใดสิ่งหนึ่งได้โดยตรง เราก็สามารถตัดสินได้จากอาการของมัน

นอกจากนี้เรายังไม่เห็นลำแสงจนกว่าจะมีบางอย่างกระทบ: มิดจ์ ควัน และกำแพง (ดูรูปที่ 1)

ข้าว. 1. มิดจ์ในเส้นทางของลำแสง

เปรียบเทียบตามที่เห็นครับ แสงแดดในห้องที่มีอากาศบริสุทธิ์ - เฉพาะในรูปของแสงแดดบนพื้นและเฟอร์นิเจอร์ (ดูรูปที่ 2) (ความจริงที่ว่าโมเลกุลอากาศเข้าไปในเส้นทางของลำแสงนั้นยากที่จะสังเกตเห็นด้วยตาเปล่า) และใน ห้องที่เต็มไปด้วยฝุ่น - ในรูปแบบของรังสีที่ชัดเจน (ดูรูปที่ 3)

ข้าว. 2. แสงสว่างในห้องสะอาด

ข้าว. 3. แสงสว่างในห้องที่เต็มไปด้วยฝุ่น

เมื่อศึกษาแสงผ่านอันตรกิริยากับสสาร ก็ค้นพบคุณสมบัติที่น่าสนใจมาก นั่นคือพลังงานแสงถูกปล่อยออกมาและดูดซับไว้ในส่วนที่เรียกว่าควอนตัม ฟังดูไม่ธรรมดา? แต่โดยธรรมชาติแล้วทรัพย์สินนี้ไม่ได้หายากนักและเราไม่ได้สังเกตเห็นด้วยซ้ำ นี่คือสิ่งที่เราจะพูดถึงในวันนี้

มีหลายสิ่งที่เรานับเป็นชิ้นๆ ได้ เช่น นิ้วบนมือ ปากกาบนโต๊ะ รถยนต์... มีรถหนึ่งคัน มีสองคัน ไม่สามารถเฉลี่ยได้ ครึ่งคันก็เป็นกองสำรองอยู่แล้ว ชิ้นส่วน ดังนั้น ดินสอ รถยนต์ สิ่งของทั้งหมดที่แยกจากกันและเราสามารถนับได้นั้นแยกจากกัน ในทางตรงกันข้าม ลองนับน้ำ: หนึ่ง สอง... น้ำมีความต่อเนื่องสามารถเทลงในลำธารได้ซึ่งสามารถหยุดได้ตลอดเวลา (ดูรูปที่ 4)

ข้าว. 4.น้ำมีความต่อเนื่อง

น้ำตาลต่อเนื่องหรือไม่? เมื่อมองแวบแรกใช่ เช่นเดียวกับน้ำ คุณสามารถหยิบมันขึ้นมาด้วยช้อนได้มากเท่าที่คุณต้องการ จะเป็นอย่างไรหากคุณลองมองดูให้ละเอียดยิ่งขึ้น? น้ำตาลประกอบด้วยผลึกทรายที่เรานับได้ (ดูรูปที่ 5)

ข้าว. 5. ผลึกน้ำตาล

ปรากฎว่าหากมีน้ำตาลจำนวนมากในชามน้ำตาลและเราหยิบมันขึ้นมาด้วยช้อน เราก็จะไม่สนใจผลึกแต่ละอันและเราถือว่ามันต่อเนื่องกัน แต่สำหรับมดซึ่งมีผลึกหนึ่งหรือสองอัน และสำหรับเราที่สังเกตมันผ่านแว่นขยาย น้ำตาลนั้นแยกจากกัน การเลือกรุ่นขึ้นอยู่กับปัญหาที่กำลังแก้ไข คุณเข้าใจดีว่าความรอบคอบและความต่อเนื่องหมายถึงอะไรเมื่อคุณซื้อผลิตภัณฑ์บางอย่างทีละรายการและบางรายการตามน้ำหนัก

หากคุณมองให้ใกล้กว่านี้ คุณสามารถพิจารณาว่าน้ำมีความแยกจากกัน ไม่แปลกใจเลยสำหรับทุกคนที่สสารประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลเดี่ยวๆ และคุณไม่สามารถรับน้ำครึ่งโมเลกุลได้ (ดูรูปที่ 6)

ข้าว. 6.มองน้ำอย่างใกล้ชิด

เรารู้สิ่งเดียวกันเกี่ยวกับประจุไฟฟ้า: ประจุของร่างกายสามารถรับค่าที่ทวีคูณของประจุของอิเล็กตรอนหรือโปรตอนเท่านั้น เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นพาหะประจุเบื้องต้น (ดูรูปที่ 7)

ข้าว. 7. ผู้ให้บริการชาร์จเบื้องต้น

ทุกสิ่งที่ต่อเนื่องในระดับหนึ่งของการศึกษาจะไม่ต่อเนื่อง คำถามเดียวคืออยู่ในระดับใด

ตัวอย่างของความไม่รอบคอบในธรรมชาติ

ดูความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในโลก มีฮิปโปโปเตมัสคอสั้น และยีราฟคอยาว แต่มีรูปแบบกลางไม่มากนักที่สามารถพบสัตว์ที่มีความยาวคอได้ เป็นที่ชัดเจนว่ายังมีสัตว์อื่นๆ ที่มีคอหลายแบบ แต่ความยาวคอเป็นเพียงลักษณะเดียวเท่านั้น หากเราใช้ชุดอักขระ แต่ละสปีชีส์ก็มีชุดของตัวเอง และอีกครั้งไม่มีรูปแบบกลางที่มีอักขระกลางทั้งหมด (ดูรูปที่ 8)

ข้าว. 8. ชุดสัญญาณสัตว์

สัตว์ก็เหมือนกับพืช ที่แยกจากกันเป็นสายพันธุ์เฉพาะ คำสำคัญ- แยกกันนั่นคือ ธรรมชาติที่มีชีวิตไม่ต่อเนื่องกันในความหลากหลายของสายพันธุ์

การถ่ายทอดทางพันธุกรรมนั้นแยกจากกัน กล่าวคือ ลักษณะจะถูกส่งผ่านโดยยีน และไม่สามารถมีได้เพียงครึ่งเดียว ซึ่งอาจมีอยู่หรือไม่ก็ได้ แน่นอนว่ามียีนมากมาย ดังนั้นลักษณะที่พวกมันเข้ารหัสจึงดูต่อเนื่องกัน เหมือนน้ำตาลในถุงใหญ่ เราไม่เห็นผู้คนเป็นอุปกรณ์ก่อสร้างที่ประกอบขึ้นจากชุดเทมเพลต ได้แก่ สีผมมาตรฐานหนึ่งในสามสี และสีตาหนึ่งในห้าสี (ดูรูปที่ 9)

ข้าว. 9. บุคคลไม่ได้รวมตัวกันเหมือนผู้สร้างจากชุดคุณลักษณะ

นอกจากนี้ร่างกายยังได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมอีกด้วย

ความรอบคอบยังมองเห็นได้ในความถี่เรโซแนนซ์ เช่น กระแทกกระจกที่ยืนอยู่บนโต๊ะเบาๆ คุณจะได้ยินเสียงกริ่ง: เสียงของความถี่บางอย่าง - สะท้อนสำหรับแก้วนี้ หากการเป่าแรงพอและกระจกโยกเยก มันก็จะโยกเยกด้วยความถี่ที่แน่นอนด้วย (ดูรูปที่ 10)

ข้าว. 10. กระแทกกระจกแรงๆ

ถ้าอยู่กับน้ำ วงกลมจะทะลุไป พื้นผิวของน้ำจะสั่นด้วยความถี่สะท้อนของน้ำในแก้ว (ดูรูปที่ 11)

ข้าว. 11.น้ำเต็มแก้ว

ในระบบนี้ ในตัวอย่างของเรา มันคือแก้วน้ำ การแกว่งจะไม่เกิดขึ้นที่ความถี่ใดๆ แต่เกิดขึ้นที่ความถี่บางอย่างเท่านั้น - อีกครั้งด้วยความรอบคอบอีกครั้ง

แม้แต่น้ำในขณะที่ไหลจากก๊อกน้ำเป็นหยด เราก็ถือว่าต่อเนื่อง และเมื่อมันเริ่มหยด เราก็ถือว่าแยกจากกัน ใช่ เราไม่คิดว่าหยดจะแบ่งแยกไม่ได้เหมือนโมเลกุล แต่เรานับทีละหยด เราไม่ได้หมายถึงความเร็วของน้ำที่ไหลออก เช่น 2 มล. ต่อวินาที ถ้าหยดหนึ่งตก เช่น ใน 5 วินาที นั่นคือเราใช้แบบจำลองน้ำที่ประกอบด้วยหยด

ก่อนหน้านี้มีการสังเกตเห็นความรอบคอบหรือปริมาณในสสาร แม็กซ์ พลังค์เป็นคนแรกที่ชี้ให้เห็นว่าพลังงานก็มีคุณสมบัตินี้เช่นกัน พลังค์เสนอว่าพลังงานของแสงไม่ต่อเนื่อง และพลังงานส่วนหนึ่งเป็นสัดส่วนกับความถี่ของแสง เขาทำสิ่งนี้พร้อมกับแก้ปัญหาการแผ่รังสีความร้อน เรามีความรู้ไม่เพียงพอที่จะเข้าใจปัญหานี้ แต่พลังค์แก้ไขได้และสิ่งสำคัญคือข้อสันนิษฐานของเขาได้รับการยืนยันจากการทดลอง

สมมติฐานของพลังค์มีดังต่อไปนี้: พลังงานของการสั่นของโมเลกุลและอะตอมไม่ได้ดึงค่าใด ๆ มาใช้ แต่มีเพียงค่าเฉพาะบางค่าเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าในระหว่างการแผ่รังสี พลังงานของการเปล่งแสงของโมเลกุลและอะตอมจะเปลี่ยนไปในการกระโดด ดังนั้นแสงจึงไม่ถูกปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่อง แต่ในบางส่วน ซึ่งพลังค์เรียกว่า ควอนตัม(ดูรูปที่ 12)

ข้าว. 12. ปริมาณแสง

สมมติฐานของพลังค์ได้รับการพิสูจน์โดยการค้นพบและคำอธิบายของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก: นี่คือปรากฏการณ์การปล่อยอิเล็กตรอนโดยสสารภายใต้อิทธิพลของแสงหรือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ มันเกิดขึ้นเช่นนี้: พลังงานของควอนตัมหนึ่งตัวถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนหนึ่งตัว (ดูรูปที่ 13)

ข้าว. 13. พลังงานควอนตัมถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนหนึ่งตัว

มันถูกใช้เพื่อฉีกอิเล็กตรอนออกจากสาร และพลังงานที่เหลือจะถูกใช้เพื่อเร่งอิเล็กตรอนและเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ของมัน และนี่คือสิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็น: ยิ่งความถี่ของแสงสูงเท่าไร อิเล็กตรอนก็จะยิ่งมีความเร่งมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าพลังงานของควอนตัมการแผ่รังสีหนึ่งค่าจะเป็นสัดส่วนกับความถี่การแผ่รังสี พลังค์ยอมรับสิ่งนี้:

โดยที่ E คือพลังงานของควอนตัมการแผ่รังสีในหน่วยจูล ν คือความถี่การแผ่รังสีในหน่วยเฮิรตซ์ ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนที่ได้จากการจับคู่ข้อมูลการทดลองกับทฤษฎีจะเท่ากับ ถูกตั้งชื่อ ค่าคงตัวของพลังค์

น่าแปลกใจที่เราพูดว่า: "แสงแสดงคุณสมบัติของกระแสอนุภาค" และเราเชื่อมโยงพลังงานของอนุภาคเหล่านี้กับความถี่ ซึ่งเป็นลักษณะของคลื่น ไม่ใช่อนุภาค นั่นคือเราไม่ได้บอกว่าแสงเป็นกระแสของอนุภาค เราแค่ใช้แบบจำลอง ตราบใดที่มันช่วยเราอธิบายปรากฏการณ์นี้

เอฟเฟกต์ภาพถ่าย สมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกยืนยันสมมติฐานควอนตัม แบบจำลองควอนตัมทำงานได้ดีที่นี่

คลื่นสามารถกระแทกอิเล็กตรอนออกจากสารได้อย่างไรยังไม่ชัดเจน และยังไม่ชัดเจนยิ่งกว่าว่าทำไมการแผ่รังสีด้วยความถี่หนึ่งจึงทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกไป แต่ไม่ใช่ด้วยความถี่อื่น และพลังงานรังสีมีการกระจายระหว่างอิเล็กตรอนอย่างไร รังสีจะส่งพลังงานให้กับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวมากขึ้นหรือพลังงานน้อยลงต่อสองตัวหรือไม่?

เมื่อใช้แบบจำลองควอนตัม เราสามารถเข้าใจทุกสิ่งได้อย่างง่ายดาย: ควอนตัมพลังงานแสงที่ถูกดูดซับ (โฟตอน) หนึ่งตัวสามารถดึงโฟโตอิเล็กตรอนออกจากสสารได้เพียงตัวเดียว (ดูรูปที่ 14)

ข้าว. 14. โฟตอนหนึ่งตัวทำให้โฟโตอิเล็กตรอนตัวหนึ่งหลุดออกไป

หากควอนตัมพลังงานแสงไม่เพียงพอสำหรับสิ่งนี้ อิเล็กตรอนจะไม่ถูกทำให้กระเด็นออกไป แต่ยังคงอยู่ในสสาร (ดูรูปที่ 15)

ข้าว. 15. อิเล็กตรอนยังคงอยู่ในสาร

พลังงานส่วนเกินจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนในรูปของพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่หลังจากออกจากสสาร และมีควอนตัมจำนวนเท่าใด อิเล็กตรอนจำนวนมากจะได้รับผลกระทบจากพวกมัน

เราจะมีบทเรียนแยกต่างหากเกี่ยวกับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก จากนั้นเราจะพูดถึงมันโดยละเอียด แต่ตอนนี้เราจะเข้าใจสมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกแล้ว (ดูรูปที่ 16)

ข้าว. 16. ปรากฏการณ์เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

มันสะท้อนถึงสิ่งที่เราพูดและมีลักษณะเช่นนี้:

- นี่คือหน้าที่การทำงาน- พลังงานขั้นต่ำที่ต้องจ่ายให้กับอิเล็กตรอนจึงจะออกจากโลหะได้ นี่คือคุณลักษณะของโลหะและสถานะของพื้นผิว

พลังงานควอนตัมถูกใช้ไปเพื่อทำหน้าที่การทำงานและให้พลังงานจลน์แก่อิเล็กตรอน

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกและสมการที่อธิบายนั้นถูกนำมาใช้ในการหาและตรวจสอบค่าที่ได้รับจากพลังค์ ดูสาขาถัดไปสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้

การทดลองหาค่าคงที่ของพลังค์

เมื่อใช้สมการของไอน์สไตน์ เราสามารถหาค่าคงที่ของพลังค์ได้ ด้วยเหตุนี้ เราจึงต้องทดลองหาความถี่ของแสง ฟังก์ชันงาน A และพลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน สิ่งนี้เสร็จสิ้นและได้รับค่าที่ใกล้เคียงกับค่าที่พบในทางทฤษฎีโดยพลังค์เมื่อศึกษาปรากฏการณ์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง - การแผ่รังสีความร้อน

ในวิชาฟิสิกส์ เรามักจะเจอค่าคงที่ (เช่น เลขอาโวกาโดร จุดเดือดของน้ำ ค่าคงที่ก๊าซสากล เป็นต้น) ค่าคงที่ดังกล่าวไม่เท่ากันในหมู่พวกเขามีสิ่งที่เรียกว่าค่าพื้นฐานซึ่งสร้างสิ่งปลูกสร้างทางฟิสิกส์ ค่าคงที่ของพลังค์เป็นหนึ่งในค่าคงที่เหล่านี้ นอกจากนั้น ค่าคงที่พื้นฐานยังรวมถึงความเร็วของแสงและค่าคงที่แรงโน้มถ่วงด้วย

รังสีส่วนหนึ่งถือได้ว่าเป็นอนุภาคของแสง - โฟตอน พลังงานของโฟตอนเท่ากับหนึ่งควอนตัม ในการกำหนดปัญหา เราจะใช้คำว่า "พลังงานโฟตอน" และ "ควอนตัมพลังงานแสง" เท่าๆ กัน คุณสมบัติของแสงเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า คอร์ปัสเคิล (คอร์ปัสเคิล แปลว่า อนุภาค)

ตามสมมติฐานของพลังค์ พลังงานรังสีประกอบด้วยเศษส่วนขั้นต่ำ กล่าวคือ พลังงานที่แผ่ออกมาทั้งหมดจะใช้ค่าที่ไม่ต่อเนื่อง:

จำนวนธรรมชาติอยู่ที่ไหน

เนื่องจากขนาดของส่วนพลังงานขั้นต่ำคือ ดังนั้น ส่วนหนึ่ง (หรือควอนตัม) ของรังสีในช่วงสีแดงจึงมีพลังงานน้อยกว่าส่วนหนึ่ง (หรือควอนตัม) ของรังสีในช่วงอัลตราไวโอเลต

มาแก้ไขปัญหาต่อไปนี้กัน

กำลังการแผ่รังสีของตัวชี้เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นเท่ากับ กำหนดจำนวนโฟตอนที่ปล่อยออกมาโดยตัวชี้ใน 2 วินาที

แก่นแท้ของสมมติฐานของพลังค์ก็คือการปล่อยและการดูดซับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าโดยอะตอมและโมเลกุลไม่ได้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องดังที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ แต่ไม่ต่อเนื่อง ไม่ต่อเนื่อง ดังนั้นจึงเรียกว่า "บางส่วน" หรือ "ควอนตัม" ตามที่พลังค์เสนอในภายหลัง ที่จะเรียกมัน (จากภาษาเยอรมัน ควอนตัม - ปริมาณ, มวล) พลังงานของควอนตัม น้ำหนักและขนาด พลังค์แย้งว่าสามารถวัดได้

“เพื่อออกจาก... สถานการณ์ที่ยากลำบาก” หลุยส์ เดอ บรอกลี เขียน “แมกซ์ พลังค์ใช้วิธีที่กล้าหาญในปี 1900 เขาแนะนำทฤษฎี “รังสีสีดำ” ซึ่งเป็นองค์ประกอบใหม่ที่ไม่เคยมีมาก่อนในฟิสิกส์คลาสสิก - “ควอนตัม ของการกระทำ” ซึ่งก็คือถาวร บัดนี้มีพระนามของพระองค์อยู่ สมมติว่ามีอิเล็กตรอนอยู่ในสสารที่สามารถทำการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิกได้โดยมีความถี่ใกล้ตำแหน่งสมดุล พลังค์ยอมรับว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้สามารถให้หรือรับพลังงานได้เฉพาะในรูปของปริมาณจำกัดเท่ากับ " เท่านั้น ผลจากความคิดของเขา (หรือ ในขณะที่เขาเรียกเขาอย่างสุภาพว่า " พลังค์นำเสนอสมมติฐานการทำงานเบื้องต้นของเขาแก่ผู้ชมกลุ่มเล็ก ๆ ในการประชุมของสมาคมกายภาพเยอรมันที่สถาบันเฮล์มโฮลทซ์

พลังค์อยู่ในปีที่สี่สิบสามของเขา เขาผอม หัวล้าน มีความกระฉับกระเฉงอ่อนเยาว์และกระฉับกระเฉง เขารายงานจากธรรมาสน์เกี่ยวกับสูตรรังสีใหม่ด้วยความตื่นเต้นและกระตือรือร้น อย่างไรก็ตาม ทั้งตัว Planck เองและผู้ฟังไม่เข้าใจถึงความสำคัญหรือความยิ่งใหญ่ของสิ่งที่เกิดขึ้น รายงานซึ่งต่อมาแบ่งออกเป็นเก้าหน้าสั้น ๆ มีชื่อว่า "สู่ทฤษฎีกฎการกระจายพลังงานในสเปกตรัมปกติ" ดูเหมือนว่าคนกลุ่มเล็กๆ ที่เกี่ยวข้องกับสเปกโทรสโกปีกำลังพูดคุยกันในประเด็นที่ค่อนข้างแคบ ความคิดอันยอดเยี่ยมที่เกิดขึ้นกับพลังค์ดูเหมือนจะเป็นเพียง "โวลท์ที่มีไหวพริบ" ที่ทำให้สามารถปรับปรุงทฤษฎีของปรากฏการณ์หนึ่งได้ แม้ว่าจะน่าสนใจ แต่เฉพาะเจาะจงมาก นั่นคือทั้งหมดที่

ในขณะเดียวกัน สาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสาขาใหม่ก็ได้ถือกำเนิดขึ้น นั่นก็คือฟิสิกส์ควอนตัม ดังนั้น, วันสุดท้ายศตวรรษที่ 19 กลายเป็นวันแรกของประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ใหม่ซึ่งตามที่ศาสตราจารย์ O.D. Khvolson ผู้โด่งดังแห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กคร่ำครวญในเวลาต่อมาถูกทำเครื่องหมายด้วยการปรากฏตัวของ "สมมติฐานที่แปลกและเข้าใจยาก" ที่ไม่มีอยู่ในฟิสิกส์เก่า

ภาพทางกายภาพของโลก เริ่มต้นโดยกาลิเลโอและนิวตัน เสร็จสมบูรณ์โดยแมกซ์เวลล์และเฮล์มโฮลทซ์ สอดคล้องกับจุดยืนของคนโบราณ: ธรรมชาติไม่ก้าวกระโดด (ธรรมชาติไม่ก่อให้เกิดเกลือ) ในภาพทางกายภาพนี้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับแนวคิดเรื่องความต่อเนื่องของกระบวนการ สมมติฐานของควอนต้า - แนวคิดเรื่องความไม่ต่อเนื่อง - บังคับให้เรามองแก่นแท้ของสิ่งต่าง ๆ ที่แตกต่างออกไป: ธรรมชาติทำให้เกิดการก้าวกระโดด ไม้กระดานเสริม: "...และค่อนข้างแปลกด้วยซ้ำ..." (ถ้าเราพูดถึงแสง การแผ่รังสีของมันไม่เหมือนกับกระแสที่ไหลอย่างต่อเนื่อง แต่เป็นหยดที่ต่อเนื่องกัน)

ในการนำเสนอข้อสรุปของเขา พลังค์แนะนำให้ทดสอบมัน นักฟิสิกส์ผู้มีความสามารถ Heinrich Rubens ซึ่งอยู่ในรายงานได้ตรวจสอบสูตรในคืนเดียวกันนั้นด้วยข้อมูลการวัดสเปกตรัมของเขาและในตอนเช้าเขาพบพลังค์และทำให้เขาพอใจที่ความบังเอิญนั้นน่าทึ่ง โดยทั่วไปแล้ว สูตรของพลังค์ให้ข้อตกลงที่แม่นยำมากกับการวัดเชิงทดลองเสมอ

สมมติฐานควอนตัมสามารถช่วยให้วิทยาศาสตร์เอาชนะวิกฤติได้

แต่ดูเหมือนว่าความสำเร็จก็มีด้านมืดเช่นกัน ท้ายที่สุดแล้ว หากเราถือว่าพลังงานรังสีนั้นถูกปล่อยออกมาและดูดซับไว้เพียงบางส่วนเท่านั้น เราต้องยอมรับว่าในคลื่นแสงนั้นไม่ได้กระจายอย่างต่อเนื่อง แต่จะกระจุกตัวอยู่ในรูปของอนุภาคของแสงซึ่งก็คือคอร์พัสเคิล นั่นคือเพื่อตั้งคำถามกับสมมติฐานของคลื่นไฮเกนส์ ซึ่งได้รับการปกป้องในการต่อสู้กับทฤษฎีเกี่ยวกับคอร์ปัสมาเป็นเวลานานโดยจิตใจเช่นจุง เฟรสเนล และแม็กซ์เวลล์ และไม่เพียงเท่านั้น นี่หมายถึงการตั้งเป้าไปที่ฟิสิกส์คลาสสิกมากยิ่งขึ้น!

และแพลงก์ก็ตัวสั่นสับสน

สถานการณ์ที่อาจไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ได้พัฒนาขึ้น: ด้วยการให้สมมติฐานอันยิ่งใหญ่แก่โลก ผู้สร้างมัน หวาดกลัวกับขนาดของผลที่ตามมา เป็นเวลาหลายปีที่ป้องกันไม่ให้มันหยั่งรากในวิทยาศาสตร์ เขาพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อเอกภาพของภาพทางกายภาพของโลก ในนามของสิ่งนี้ เขากล้าที่จะสร้างสมมติฐานควอนตัม - เพื่อเติมเต็มช่องว่างในฟิสิกส์คลาสสิก เขาเข้าใจถึงคุณค่าของสิ่งที่ความคิดของมนุษย์ได้รับจากการค้นหามานานหลายศตวรรษ เขากล่าวว่าฟิสิกส์คลาสสิกคือ "โครงสร้างอันงดงามของความงามและความกลมกลืนอันมหัศจรรย์" และเขาเห็นคุณค่ามันมากเกินกว่าจะล่วงล้ำมันไปได้

ดร. แพลงก์หัวอนุรักษ์นิยม "ปล่อยจินนี่ออกจากขวด" และสูญเสียความสงบสุข ท้ายที่สุดแล้ว “การแนะนำสมมติฐานควอนตัม” เขาเขียน “เทียบเท่ากับการล่มสลายของทฤษฎีคลาสสิก และไม่ใช่การดัดแปลงง่ายๆ ดังเช่นในกรณีของทฤษฎีสัมพัทธภาพ”7 เขากล่าวด้วยความขมขื่น: “ตอนนี้ไม่มีกฎทางกายภาพแม้แต่ข้อเดียวที่จะปลอดภัยจากความสงสัยความจริงทางกายภาพทุกประการถือว่าเปิดกว้างสำหรับความท้าทาย บางครั้งสิ่งต่าง ๆ ดูราวกับว่าช่วงเวลาแห่งความโกลาหลในยุคดึกดำบรรพ์ได้กลับมาอีกครั้งในฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

ทฤษฎีของเขาเองดูเหมือน "กระสุนปืนเอเลี่ยนและคุกคาม" สำหรับเขา ดูเหมือนเขาจะพร้อมที่จะละทิ้งมัน - ตราบใดที่ทฤษฎีคลาสสิกไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ !

“แน่นอน” เขากล่าวทั้งครั้งแล้วครั้งเล่า “ถ้าสมมุติฐานควอนตัมในทุกเรื่องเหนือกว่าทฤษฎีคลาสสิกจริงๆ หรืออย่างน้อยก็เทียบเท่ากับทฤษฎีนั้น ก็ไม่มีอะไรที่จะขัดขวางไม่ให้เราเสียสละทฤษฎีคลาสสิกทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ ยิ่งกว่านั้น การเสียสละครั้งนี้ จำเป็น ฉันหวังว่าฉันจะตัดสินใจได้”

เขาเน้นย้ำ: “หากเพียง... เหนือกว่า” ถ้า! แต่โดยส่วนตัวแล้วเขาสงสัยในความเหนือกว่านี้ ท้ายที่สุดแล้ว สมมติฐานควอนตัมไม่เพียงแต่มีด้านที่แข็งแกร่งเท่านั้น แต่ยังมีจุดอ่อนอีกมากมาย... ปัญหาซึ่งแก้ไขได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ยังคงปรากฏอยู่ตรงหน้าเขา "ในความใหญ่โตอันน่าสยดสยองทั้งหมด"

แล้วพลังค์กำลังทำอะไรอยู่?

ในพวกเขา พูดในที่สาธารณะและการบรรยายในการสนทนาฉันมิตรกับนักฟิสิกส์ในจดหมายถึงพวกเขา เขาแนะนำ โน้มน้าวใจ เขาขอให้เพื่อนนักวิทยาศาสตร์อย่าละทิ้งทฤษฎีคลาสสิก ไม่ระเบิดมัน แต่เพื่อสนับสนุนและปกป้องมันในทุกวิถีทางที่เป็นไปได้ เบี่ยงเบนไปเป็น น้อยที่สุดจากกฎหมายของมัน

“ยกโทษให้ฉันด้วย นิวตัน” ไอน์สไตน์กล่าวในภายหลัง คำพูดแสดงความเคารพอย่างสนุกสนานเหล่านี้เต็มไปด้วยความหมายพิเศษ ฉันขอโทษ เราไม่สามารถดำเนินการเป็นอย่างอื่นได้ เนื่องจากไม่มีทางอื่นที่จะก้าวไปข้างหน้า ครั้งหนึ่งคุณทำสิ่งเดียวกันทุกประการ - จำไว้! และมันจะเป็นเช่นนี้ตลอดไป ลุยกันต่อเลย และยัง - "ยกโทษให้ฉันนิวตัน" โดยทั่วไปแล้วไอน์สไตน์ซ่อนตัวอยู่หลังเรื่องตลก พลังค์รู้สึกผิดอย่างแท้จริง และบางครั้งสิ่งนี้ก็ทำให้เขาเสียสมดุลเป็นเวลานาน เขาไม่ละทิ้งความพยายามที่จะคืนทุกสิ่งให้กลับสู่ตำแหน่งเดิม “เราเป็นหนี้ Maxwell มากจนเป็นการเนรคุณที่จะละทิ้งทฤษฎีของเขา” เขาบอกกับ A.F. Ioffe “ลองดูว่าเป็นไปได้ไหมที่จะบรรลุข้อสรุปเดียวกันโดยไม่ทำลาย Maxwell” เขาถามและเตือนอยู่ตลอดเวลา: “... อย่าไปไกลเกินความจำเป็นจริงๆ... อย่าบุกรุกแสง…” - “ จะดีกว่าถ้าคุณหาวิธีเข้าใจข้อเท็จจริงที่ไอน์สไตน์ให้ไว้ ภายใต้กรอบของทฤษฎีคลาสสิก” "...ใช้ควอนตัมของการกระทำอย่างระมัดระวังที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้" และความลังเลเหล่านี้ ความพยายามเหล่านี้กินเวลาไม่ถึงหนึ่งปี ไม่ใช่สองปี แต่เกือบหนึ่งในสี่ของศตวรรษ!

พลังค์พยายามพิสูจน์ตัวเองและคนอื่น ๆ อย่างต่อเนื่องว่าทฤษฎีของเขามาจากทฤษฎีคลาสสิก นักเรียนของเขา Max von Laue นักฟิสิกส์ชื่อดังเขียนในภายหลังว่า: "... เป็นเวลาหลายปีที่พลังค์พยายามเชื่อมช่องว่างระหว่างฟิสิกส์คลาสสิกและควอนตัมหรืออย่างน้อยก็สร้างสะพานเชื่อมระหว่างพวกเขา เขาล้มเหลว แต่ความพยายามของเขาไม่ได้อยู่ใน เปล่าประโยชน์ เพราะได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปไม่ได้ที่จะประสบผลสำเร็จจากความพยายามดังกล่าวแล้ว”

อย่างไรก็ตาม พลังค์เองก็เข้าใจเรื่องทั้งหมดนี้ "ความพยายามอันไร้ประโยชน์ของฉันในการนำควอนตัมของการกระทำเข้าสู่ทฤษฎีคลาสสิกดำเนินไปอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปีและทำให้ฉันต้องทำงานหนักมาก เพื่อนร่วมงานบางคนของฉันเห็นโศกนาฏกรรมประเภทนี้ แต่ฉันมีความคิดเห็นที่แตกต่างออกไปเพราะ ประโยชน์ที่ฉันได้รับจากการวิเคราะห์เชิงลึกนี้มีความสำคัญมาก อย่างไรก็ตาม ตอนนี้ฉันรู้แน่แล้วว่าควอนตัมของการกระทำมีบทบาทในฟิสิกส์มากกว่าที่ฉันอยากจะเชื่อในตอนแรกมาก"

แต่สิ่งเหล่านี้เป็นความคิดเห็นในภายหลัง - โดยนักวิทยาศาสตร์วัย 87 ปีจาก "อัตชีวประวัติทางวิทยาศาสตร์" ของเขาซึ่งเขียนในสมัยที่ตกต่ำของเขา และในฤดูร้อนปี 1910 พลังค์เขียนถึงวอลเตอร์ เนิร์สต์ว่า "สภาวะทางทฤษฎีในปัจจุบัน ซึ่งเต็มไปด้วยช่องว่าง กลายเป็นสิ่งที่ทนไม่ได้สำหรับนักทฤษฎีที่แท้จริงทุกคน..." ในช่วงเวลาที่น่าหดหู่ใจครั้งหนึ่งเมื่อดูเหมือนว่าทุกสูตรที่วาดด้วยมือของเขากำลังเรียกร้องให้ดำเนินการเขาประกาศว่า:“ ... จะต้องบรรลุความชัดเจนไม่ว่าในกรณีใด ๆ และต้องเสียค่าใช้จ่ายใด ๆ แม้แต่ความผิดหวังหากชอบธรรมและถึงที่สุดก็หมายถึง ก้าวไปข้างหน้า และการเสียสละที่เกี่ยวข้องกับการละทิ้งสิ่งที่ได้รับการยอมรับนั้นมากกว่าการไถ่โดยสมบัติแห่งความรู้ใหม่”

หรือ - ต่อมา: "สมัยใหม่ ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีสามารถสร้างความรู้สึกถึงอาคารเก่าแก่ที่น่านับถือแต่ทรุดโทรมไปแล้ว โดยที่ส่วนแล้วส่วนเล่าเริ่มพังทลายลงและแม้แต่รากฐานก็เริ่มสั่นคลอน”

ไม่มีใครสงสัยเลยว่าศตวรรษที่ 20 จะกลายเป็นศตวรรษแห่งไฟฟ้า: มีข้อเท็จจริงมากเกินไปที่เป็นพยานถึงเรื่องนี้ แต่ไม่มีใครคิดว่าศตวรรษที่เพิ่งเริ่มต้นจะกลายเป็นศตวรรษของอะตอม ถนนสู่โลกแห่งอะตอมเปิดออกโดยทฤษฎีของพลังค์ ซึ่งเป็นสูตรง่ายๆ ของเขา:

แต่พวกเขาไม่ได้ตระหนักทันที และเหตุการณ์ต่างๆ ก็คลี่คลายอย่างช้าๆ ในตอนแรก...

พลังค์แย้งว่า " วิทยาศาสตร์ธรรมชาติขาดปรัชญาไปไม่ได้" เขาใส่ความหมายอะไรลงไปในคำเหล่านี้?

ในวัยหนุ่มของเขา ครั้งหนึ่งพลังค์เคยสนใจปรัชญาของเอิร์นส์ มัค นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียผู้มีอุดมการณ์และเป็นศัตรูของอะตอมนิยม ในเวลาต่อมา V.I. เลนินได้เปิดโปงลัทธิมาคิสม์ว่าเป็น “ความสับสนที่สามารถสร้างความสับสนระหว่างลัทธิวัตถุนิยมกับลัทธิอุดมคติเท่านั้น”9 พลังค์อาจไม่ได้มาถึงทฤษฎีควอนตัมถ้าเขาไม่แตกแยกกับปรัชญาของมัค

เป็นครั้งแรกที่เขาพูดอย่างเปิดเผยต่อต้านมัคในการบรรยายเรื่อง "The Unity of the Physical Picture of the World" (1908) การถกเถียงอย่างเผ็ดร้อนเริ่มขึ้นระหว่างพลังค์และมัค พลังค์เปลี่ยนตัวสำรองตามปกติ เขาปกป้องอะตอมมิกส์และเสรีภาพในการสร้างสมมติฐาน เขาพูดถึงความสำคัญอย่างยิ่งของการทดลอง และเรียกร้องให้มีความเชื่อว่าจิตใจของมนุษย์สามารถเข้าใจกฎของธรรมชาติใดๆ ได้ ไม่ว่ามันจะซับซ้อนและสับสนเพียงใดก็ตาม

จากการเผชิญหน้ากับมัค พลังค์ได้ข้อสรุปที่สำคัญ: “...เราไม่ควรคิด” เขาเขียน “ว่าแม้ในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติทั้งหมดที่แน่นอนที่สุด เราก็สามารถก้าวไปข้างหน้าได้โดยไม่ต้องมีโลกทัศน์”

โลกทัศน์นี้ควรเป็นอย่างไรตามที่พลังค์กล่าวไว้? ในบทความเรื่อง "ความสัมพันธ์ของฟิสิกส์สมัยใหม่กับโลกทัศน์ของกลไก" นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า: "... ยิ่งชุดข้อเท็จจริงใหม่ซับซ้อนมากขึ้นเท่าใด ความคิดใหม่ ๆ ที่หลากหลายก็จะยิ่งหลากหลายมากขึ้นเท่านั้น คนเราจะรู้สึกเร่งด่วนมากขึ้นเท่านั้น... จำเป็นต้องมีโลกทัศน์ที่เป็นหนึ่งเดียว” โลกทัศน์จะต้องมีสุขภาพที่ดี เป็นเอกภาพ และกำหนดได้ - เมื่อนั้นเท่านั้นที่จะนำนักวิทยาศาสตร์ไป ทางที่ถูก. พลังค์ยังเข้าใจอย่างอื่นด้วย: วิทยาศาสตร์ธรรมชาติมีส่วนช่วยในการพัฒนาปรัชญา

พลังค์เขียนว่า: “ขอบเขตในการประเมินทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่ไม่ได้อยู่ที่ความชัดเจน แต่อยู่ที่ความมีประสิทธิผล” ในแง่นี้ สมมติฐานควอนตัมเป็นหนึ่งในทฤษฎีที่มีประสิทธิผลมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา

บุคคลแรกที่ "ให้ความสำคัญกับควอนตัมของพลังค์อย่างจริงจัง" คืออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ในวัยหนุ่ม ในปี พ.ศ. 2448 เขาได้เกิดแนวคิดที่ว่า ธรรมชาติคู่แสง - คลื่นและร่างกาย ระหว่าง คุณสมบัติของคลื่น(ความถี่) และกล้ามเนื้อ (พลังงานควอนตัม) มีการเชื่อมต่อเชิงปริมาณที่กำหนดโดยควอนตัมของการกระทำ ตามสมมติฐานของควอนตัมแสงที่เขาเสนอ ไอน์สไตน์อธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก การเรืองแสง การแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซ และปรากฏการณ์อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งที่ฟิสิกส์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายได้

ที่การประชุม First Solvay Congress ในฤดูใบไม้ร่วงปี 1911 สมมุติฐานควอนตัมถือเป็นจุดเด่นของโครงการ Lorenz เรียกสิ่งนี้ว่า "สมมติฐานที่สวยงาม" อย่างไรก็ตาม สมมติฐานเรื่องควอนตัม (ประมาณ “ส่วน” ของแสง!) ถูกพูดถึงด้วยความสงสัยอย่างเห็นได้ชัด (เช่น อองรี ปัวน์กาเร) หรือด้วยความสับสนเล็กน้อย (เช่น เจมส์ ยีนส์)

และพลังค์เองก็ยังไม่หลุดพ้นจากความสงสัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับควอนตัมเบาของไอน์สไตน์

ความสำคัญของการประชุม First Solvay Congress อยู่ที่ความจริงที่ว่าได้วางสมมติฐานควอนตัมเป็นศูนย์กลางของความสนใจของโลกวิทยาศาสตร์ และในความเป็นจริง ได้เปลี่ยนจากสมมติฐานเป็นทฤษฎี

ความสำคัญมหาศาลของสมมติฐานด้านฟิสิกส์และเคมีนี้ได้รับการเปิดเผยเพียงสองปีต่อมา เมื่อ Niels Bohr ตีพิมพ์ทฤษฎีสเปกตรัมและอะตอมของเขา จากแนวคิดควอนตัม เขาสามารถอธิบายรูปแบบของสเปกตรัมเส้นได้ ความถูกต้องของสมมติฐานควอนตัมได้รับการยืนยันอย่างชัดเจนอีกครั้ง ด้วยการใช้แนวคิดเรื่องควอนตัมพลังงานและการแนะนำสมมุติฐานที่รู้จักกันดีของเขา Bohr ก็พัฒนาขึ้น แบบจำลองดาวเคราะห์รัทเทอร์ฟอร์ด - สร้างขึ้น รุ่นใหม่อะตอมซึ่งเป็นพื้นฐานของฟิสิกส์นิวเคลียร์ในอนาคต

ดังนั้นสะพานจึงถูกโยนจากทฤษฎีการแผ่รังสีความร้อนและแนวคิดควอนตัมไปสู่ความลึกลับของโครงสร้างของสสาร

พลังค์กล่าวว่า: “โดยปกติแล้ว ความจริงทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ จะไม่ชนะในลักษณะที่ฝ่ายตรงข้ามเชื่อมั่นและพวกเขายอมรับว่าตนผิด แต่โดยส่วนใหญ่แล้วในลักษณะที่ฝ่ายตรงข้ามเหล่านี้จะค่อยๆ ตายไป และคนรุ่นใหม่จะหลอมรวมความจริงทันที ”

De Broglie เขียนในภายหลังว่าสมมติฐานควอนตัม "เข้าสู่วิทยาศาสตร์อย่างซ่อนเร้น" อย่างไรก็ตาม เธอไม่จำเป็นต้องรอถึงการเปลี่ยนแปลงจากรุ่นสู่รุ่นเพื่อให้ได้รับการยอมรับ ได้รับการยอมรับก่อนหน้านี้มาก และพลังค์เริ่มได้รับการพิจารณาว่าเป็นตัวแทนที่ใหญ่ที่สุดของฟิสิกส์ทฤษฎีของยุโรป

ต่อมาในบทความเรื่อง “In Memory of Max Planck” ไอน์สไตน์จะเขียนว่า “...มันเป็นกฎการแผ่รังสีของพลังค์ที่ให้กำเนิดรังสีประการแรก คำจำกัดความที่แม่นยำขนาดสัมบูรณ์ของอะตอม... แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า นอกเหนือจากโครงสร้างอะตอมของสสารแล้ว ยังมีโครงสร้างอะตอมของพลังงานอีกประเภทหนึ่งที่ควบคุมโดยค่าคงที่สากลที่พลังค์แนะนำไว้"

“แบ่งแยกไม่ได้ คุณลักษณะเฉพาะ Max Laue กล่าวว่าฟิสิกส์ของศตวรรษที่ 20 คือ... ค่าคงตัวทางกายภาพสากลที่ค้นพบโดยพลังค์ ซึ่งเป็นควอนตัมเบื้องต้นของการกระทำ ซึ่งเราติดตามพลังค์ แสดงโดย "

มีการคิดมากมายเกี่ยวกับค่าคงที่นี้ มีการเขียนและถกเถียงกันมากมายเกี่ยวกับเรื่องนี้ และไม่ใช่โดยไร้เหตุผล

“การเจาะเข้าไปในทุกแผนกของฟิสิกส์” O. D. Khvolson กล่าว “มันได้พิสูจน์แล้ว ความสำคัญระดับโลกแสดงให้เห็นว่ามีบทบาทสำคัญในปรากฏการณ์ทางกายภาพ มันเริ่มเจาะเข้าสู่วิชาเคมี สาระสำคัญทางกายภาพของมันคืออะไร? เหตุใดจึงสำคัญมาก? เหตุใดจึงดูเหมือนเป็นการก้าวก่าย (ไม่ต้องพูดแทรกแซง!) ในปรากฏการณ์ทางกายภาพทุกประเภท? ในคำ: มันคืออะไร? ไม่รู้จักและเข้าใจไม่ได้!"11

“ความลึกลับที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องคือการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ของแม็กซ์ พลังค์” หลุยส์ เดอ บรอกลีกล่าว และยิ่งไปกว่านั้น: “...ใครๆ ก็ทำได้เพียงชื่นชมอัจฉริยภาพของพลังค์ผู้ซึ่งขณะศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพอย่างหนึ่งก็สามารถคาดเดากฎธรรมชาติขั้นพื้นฐานและลึกลับที่สุดข้อหนึ่งได้ กว่าสี่สิบปีผ่านไปนับตั้งแต่ที่น่าทึ่งนี้ การค้นพบ แต่เรายังห่างไกลจากความเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงความหมายของกฎนี้และผลที่ตามมาทั้งหมด วันที่กฎของพลังค์ถูกนำมาใช้จะยังคงเป็นวันที่น่าทึ่งที่สุดวันหนึ่งในประวัติศาสตร์ของการพัฒนาความคิดของมนุษย์"12

หมอกควันแห่งความลึกลับล้อมรอบความคงที่ของพลังค์มาจนถึงทุกวันนี้ ในเวลาเดียวกัน นี่เป็นหนึ่งในค่าคงที่สากลที่สำคัญที่สุดของฟิสิกส์ยุคใหม่ รวมอยู่ในสูตรพื้นฐานทั้งหมด ฟิสิกส์ควอนตัมทฤษฎีปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก เคมีควอนตัม และแม้กระทั่งเกิดขึ้นในพื้นที่ห่างไกล เช่น ทฤษฎีคริสตัล เป็นต้น

นี่คือค่าตัวเลข: = (6.626196±0.000050) *10-27 erg*s ขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อ! ดูเหมือนว่ามันจะมีความหมายอะไรในความสมดุลโดยรวม? พลังค์ตั้งข้อสังเกตในเรื่องนี้: "... ค่าคงที่นี้เป็นตัวเลขที่น้อยมากจนผลลัพธ์ของกลศาสตร์คลาสสิกได้รับการแก้ไขน้อยมากสำหรับปรากฏการณ์สำคัญหลายประการ แต่ถึงกระนั้น โดยพื้นฐานแล้วการพูดมันก่อตัวเป็นร่างต่างดาวโดยสิ้นเชิงในร่างกาย ของทฤษฎีก่อนหน้านี้”

ควอนตัมของการกระทำเป็นแบบหนึ่ง ค่าจำกัด. จำค่าคงที่ของโลกอีกใบหนึ่ง - ความเร็วแสงค เห็นได้ชัดว่าในธรรมชาติไม่มีและไม่สามารถมีความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสงได้ ในทางกลับกัน โดยธรรมชาติแล้ว เห็นได้ชัดว่าไม่มีและไม่สามารถกระทำได้ ถือว่าน้อยกว่าการกระทำควอนตัม ("ส่วนหนึ่ง") นี่คือสิ่งที่ค่าคงที่ของพลังค์บ่งชี้ - การกระทำขั้นต่ำที่เป็นไปได้

ในสุนทรพจน์โนเบลของเขาเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม พ.ศ. 2463 พลังค์กล่าวว่า: "แน่นอนว่าการแนะนำควอนตัมของการกระทำยังไม่ได้สร้างทฤษฎีควอนตัมที่แท้จริงใด ๆ บางทีเส้นทางที่ยังคงอยู่สำหรับการวิจัยก็ไม่น้อยไปกว่าเส้นทางจาก การค้นพบความเร็วแสงโดย Olaf Roemer ต่อการพิสูจน์ทฤษฎีแสงของ Maxwell” แต่พลังค์ก็ไม่ท้อแท้: “แต่ที่นี่ก็เช่นกัน: ไม่ว่าในกรณีใดจะไม่มีข้อสงสัยเลยว่าวิทยาศาสตร์จะเอาชนะภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกนี้ได้เช่นกัน และสิ่งที่ดูเหมือนเราไม่สามารถเข้าใจได้สำหรับพวกเราในทุกวันนี้ก็จะปรากฏขึ้นในสักวันหนึ่ง พร้อมด้วยมากกว่านั้น คะแนนสูงวิสัยทัศน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรียบง่ายและกลมกลืน แต่ก่อนที่จะบรรลุเป้าหมายนี้ ปัญหาของควอนตัมของการกระทำจะไม่หยุดที่จะกระตุ้นและสร้างปุ๋ยให้กับความคิดของนักวิจัย และยิ่งความยากลำบากที่นำเสนอในการแก้ปัญหามากขึ้นเท่าไร มันก็จะยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นสำหรับการขยายตัวและความลึกของความคิดทั้งหมดของเรา ความรู้ทางกายภาพ”

เมื่อถึงเวลานั้น ช่วงเวลาแห่งการลืมเลือนและการละเลยสมมติฐานควอนตัมก็อยู่ข้างหลังเราแล้ว ความนิยมของเธอเริ่มเติบโตขึ้นเรื่อย ๆ ทุกปี

“ทฤษฎีควอนตัม... มีบทบาทพิเศษอย่างยิ่งในการเปลี่ยนแปลงของฟิสิกส์ เนื่องจากทฤษฎีนี้นำไปสู่การอะตอมมิกส์ของพลังงานและมุมมองที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับความหมายของความเป็นเหตุเป็นผลในปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ” G. A. Lorenz เขียน “ทฤษฎีควอนตัมค่อยๆ ครอบคลุมกว้างขึ้นเรื่อยๆ พื้นที่ เธอคือผู้ที่เปิดเผยความลับของโครงสร้างของอะตอม ถอดรหัสภาษาของสเปกตรัม... และแม้ว่าบางครั้งบทบัญญัติของเธอจะคล้ายกับคำพูดที่ไม่อาจเข้าใจของคำพยากรณ์

ดูเหมือนว่าไอน์สไตน์จะสรุปข้อความประเภทนี้: เขากล่าวว่าการค้นพบของพลังค์ "กลายเป็นพื้นฐานของการวิจัยทางฟิสิกส์ทั้งหมดในศตวรรษที่ 20 และตั้งแต่นั้นมาก็ได้กำหนดการพัฒนาของมันอย่างสมบูรณ์... ยิ่งไปกว่านั้น ยังทำลายกรอบการทำงานของกลศาสตร์คลาสสิกและพลศาสตร์ไฟฟ้า และสร้างปัญหาให้กับวิทยาศาสตร์ คือ การค้นหาพื้นฐานการรับรู้ใหม่สำหรับฟิสิกส์ทั้งหมด"

ในปี ค.ศ. 1920 กาแล็กซีอันยอดเยี่ยมของนักฟิสิกส์รุ่นเยาว์เข้ามาบนเวที - Heisenberg, Louis de Broglie, Born, Dirac, Schrödinger, Pauli พวกเขาพัฒนารากฐานของกลศาสตร์ควอนตัมได้ในเวลาอันสั้น หลังจากนั้น สถิติควอนตัม ไฟฟ้าพลศาสตร์ควอนตัม และฟิสิกส์รังสีควอนตัมก็ปรากฏขึ้น คำพูดจาก "สมมติฐานการทำงาน" ของพลังค์ได้ฟังแล้วในทุกภาษาของโลก: "ควอนตัม" ควอนตัม", "ควอนตัม", "ควอนตัม"

และถึงแม้ว่าพลังค์จะโทรมา กลศาสตร์ควอนตัม“เด็กที่ลำบากและกระสับกระส่ายที่สุดของฟิสิกส์เชิงทฤษฎี” เมื่อกำเนิดขึ้น เข้าสู่วัยชราแล้ว ราวกับว่าในที่สุดเขาก็เชื่อในทฤษฎีของเขาเอง เขาเชื่อว่า “เมื่อสิ้นสุดเส้นทางอันคดเคี้ยวและยุ่งยากของฉันแล้ว... ฉันก็เข้าใกล้ความจริงเข้าไปอีกขั้นหนึ่งแล้ว” ในปีพ.ศ. 2471 ในสุนทรพจน์ที่อุทิศให้กับความทรงจำของลอเรนซ์ เขากล่าวอย่างมั่นใจว่า “ทฤษฎีคลาสสิกจะต้องเข้าสู่ทฤษฎีใหม่อย่างแน่นอน เป็นการยากที่จะคาดเดาว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อใด แต่จะเกิดขึ้นแน่นอน “การรับประกันสิ่งนี้คือ ความจริง” พลังค์กล่าว “ซึ่งเป็นเพียงทฤษฎีและในปัจจุบันเท่านั้น การศึกษาเชิงทดลองใกล้ชิดกันอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์..." และห้าปีก่อนที่เขาจะเสียชีวิตในบทความ "ความหมายและขีดจำกัดของวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน" เขาเขียนว่า "ในปัจจุบันการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ได้รับการปฏิสนธิโดยทฤษฎี ของทฤษฎีสัมพัทธภาพและทฤษฎีควอนตัมพร้อมที่จะก้าวไปสู่ระดับที่สูงขึ้นและสร้างภาพใหม่ของโลก” “วิทยาศาสตร์เกิดขึ้นจากชีวิตและกลับมามีชีวิตอีกครั้ง” พลังค์กล่าว สิ่งนี้เกิดขึ้นกับทฤษฎีควอนตัม พลังค์เริ่มต้นในที่แคบ พื้นที่: การแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างรังสีและสสาร และในท้ายที่สุด - ใหม่ทั้งหมดโดยพื้นฐาน แนวทางใหม่สู่ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ และมันแพร่กระจายไปยังทุกสาขาของฟิสิกส์ ไปยังหลายสาขาของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติโดยทั่วไป และได้สูดลมหายใจให้กับชีวิตมากมาย แนวคิดทางเทคนิคทำให้เกิดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา เมื่อสมมติฐานควอนตัมดูเหมือนจะยืนหยัดอยู่เหนือการทดสอบของเวลา พลังค์ได้เจาะลึกเข้าไปในทฤษฎีสัมพัทธภาพ เขาเป็นคนแรกๆ ที่เข้าใจความสำคัญของมัน ยอมรับและให้การสนับสนุนตามคำพูดของไอน์สไตน์ว่า "การสนับสนุนที่อบอุ่นและแข็งแกร่ง" พลังค์กล่าวว่า: "ด้วยความกล้าหาญ ทฤษฎีนี้จึงเหนือกว่าทุกสิ่งที่เคยประสบความสำเร็จในการศึกษาเชิงคาดเดาเกี่ยวกับธรรมชาติและแม้กระทั่งใน ทฤษฎีปรัชญาความรู้; เมื่อเทียบกันแล้ว เรขาคณิตที่ไม่ใช่แบบยุคลิดเป็นเพียงการเล่นของเด็กเท่านั้น"

พลังค์สนับสนุนทฤษฎีสัมพัทธภาพไม่เพียงแต่ในฐานะหัวหน้าของ Prussian Academy of Sciences เท่านั้น แต่ยังในฐานะนักวิทยาศาสตร์ด้วย ความคิดสร้างสรรค์ของเขา: ก่อนที่ Hermann Minkowski เขาจะวางรากฐานของพลวัตเชิงสัมพัทธภาพ

พลังค์รับประกันว่าไอน์สไตน์ได้รับเลือกเข้าสู่ปรัสเซียน Academy of Sciences และในปี 1914 ย้ายจากซูริกไปยังเมืองหลวงของเยอรมนี “การทำงานร่วมกันของพลังค์กับไอน์สไตน์” แม็กซ์ บอร์นตั้งข้อสังเกต “ทำให้เบอร์ลินในช่วงหลายปีก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง กลายเป็นศูนย์กลางฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่สำคัญที่สุดของโลก”

ความสัมพันธ์ฉันมิตรที่พัฒนาขึ้นระหว่างนักวิทยาศาสตร์กลายเป็นมิตรภาพที่ยั่งยืน พวกเขาพบกันไม่เพียงเพื่อการสนทนาที่จริงจังเท่านั้น แต่ยังเพื่อดนตรีด้วย: พลังค์เล่นเปียโน ไอน์สไตน์เล่นไวโอลิน บาคยังคงเป็นไอดอลของพลังค์อยู่เสมอ ไอน์สไตน์รู้สึกทึ่งในตัวโมสาร์ท การเล่นของพลังค์หลงใหลในการตีความงานที่ชัดเจน มีจิตวิญญาณและความบริสุทธิ์สูง ไอน์สไตน์เล่นอย่างกล้าหาญ กว้างไกล และมีศิลปะพิเศษบางอย่าง และดูเหมือนว่าเขาจะคับแคบภายในขอบเขตที่ผู้แต่งระบุไว้: ถูกพาตัวไปเขาไปสู่ขอบแห่งการแสดงด้นสดซึ่งพลังค์คนอวดรู้ไม่สามารถยอมให้ตัวเองได้ แม้แต่ในด้านวิทยาศาสตร์ บางครั้งไอน์สไตน์ก็ดูเหมือนเป็นนักแสดงด้นสด ความคิดที่เฉียบแหลมและกล้าหาญอัดแน่นอยู่ในสมองของเขา

พลังค์อาศัยอยู่ในเขตชานเมืองของเบอร์ลิน - Grunewalde (Wangenheimstrasse 21) บ้านของเขาซึ่งตั้งอยู่ใกล้ป่า กว้างขวาง อบอุ่น และทุกอย่างก็ประทับด้วยรสนิยมที่ดีและเรียบง่าย ห้องสมุดขนาดใหญ่ซึ่งเขาเก็บรวบรวมอย่างระมัดระวังมาตลอดชีวิต ไม่เพียงแต่มีหนังสือทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงวัฒนธรรมทุกแขนง รวมถึงศิลปะ วรรณกรรม ประวัติศาสตร์ ในหลายภาษา

เขามีลูกสี่คน - ลูกชายสองคนและลูกสาวฝาแฝด เขาและภรรยาใช้ชีวิตอย่างมีความสุขมานานกว่ายี่สิบปี เธอเสียชีวิตในปี 2452 มันเป็นการโจมตีที่พลังค์ไม่สามารถฟื้นตัวได้เป็นเวลานาน ชัยชนะของทฤษฎีควอนตัมถูกบดบังด้วยการเสียชีวิตของชาร์ลส์คนโตของเขาที่แวร์ดัน จากนั้นลูกสาวของเขาก็ตายไปทีละคน ในปี 1918 นักวิทยาศาสตร์รายนี้ได้รับรางวัลโนเบล... ความสำเร็จและความเศร้าโศกดูเหมือนจะควบคู่กันไปในชีวิตของเขา

อย่างไรก็ตาม ชายที่ดูเปราะบางคนนี้ไม่ยอมแพ้ต่อความสิ้นหวัง ทุกคนที่รู้จักพลังค์จะสังเกตถึงความแน่วแน่ ความอดทน และความอดทนของเขา เขาแสวงหาและพบความปลอบใจในการทำงาน ใน "ความสันโดษของ Gruenewald" เขาเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี ที่มหาวิทยาลัยเขาเป็นศาสตราจารย์ที่มีงานยุ่งมาก นอกจากนี้เขายังแบกรับภาระของปลัดกระทรวงวิทยาศาสตร์อีกด้วย เขาบรรยายทางวิทยาศาสตร์และปรัชญายอดนิยมและประสบความสำเร็จอย่างมาก

และในที่สุด เขาก็เขียนหนังสือ ตำรา บทความทางวิทยาศาสตร์ (ไอน์สไตน์เรียกหนังสือของเขาว่า "ผลงานชิ้นเอกของวรรณกรรมเชิงกายภาพ") มีการจัดสรรเวลาของนักวิทยาศาสตร์อย่างตรงต่อเวลาและเคร่งครัด มีกิจวัตรที่เข้มงวดในทุกสิ่งเสมอ และกฎที่ไม่สั่นคลอน: ให้เวลาตัวเองได้พักผ่อนอย่างเต็มที่เป็นเวลาหลายสัปดาห์ทุกปี เขาชอบการเดินทาง การเปลี่ยนทิวทัศน์ และการเดินระยะไกล ร่างกายต้องการแรงสั่นสะเทือน เขากล่าว และด้วยเหตุนี้การปีนเขาจึงเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้

หลายปีผ่านไป แต่พลังค์กลับร่าเริง กระตือรือร้น และความสามารถในการทำงานของเขาเป็นที่อิจฉา เขายังคงท่าทางอ่อนเยาว์และไม่มีโรคภัยไข้เจ็บ

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2468 มีการเฉลิมฉลองครบรอบ 200 ปี สถาบันการศึกษารัสเซียวิทยาศาสตร์ พลังค์มาเยือนตามคำเชิญ สหภาพโซเวียต. การเฉลิมฉลองเริ่มต้นในเลนินกราดและสิ้นสุดในมอสโก ในการประชุมพิธีการที่มอสโกวพลังค์กล่าวว่า: "ที่นี่พวกเขาพูดคุยเกี่ยวกับการผสมผสานของวิทยาศาสตร์และแรงงาน ฉันบอกได้แค่ว่าพวกเรานักวิทยาศาสตร์ก็เป็นคนทำงานเช่นกัน เรากำลังทำงานเพื่อดึงออกมาจากก้นบึ้งของความไม่รู้และอคติต่อขุมทรัพย์แห่งความรู้อันบริสุทธิ์ และความจริง ด้วยจิตวิญญาณนี้ เราจะร่วมมือกับทุกคนที่ทำงานเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ”

ในปีพ.ศ. 2471 เพื่อเป็นเกียรติแก่วันเกิดปีที่ 70 ของพลังค์ สถาบันวิทยาศาสตร์เบอร์ลินจึงได้ก่อตั้งขึ้น เหรียญทองชื่อของเขา. เหรียญพลังค์เหรียญแรกมอบให้กับฮีโร่ประจำวัน และเขามอบเหรียญที่สองให้กับไอน์สไตน์เป็นการส่วนตัว หนึ่งปีก่อนหน้านั้น พลังค์ได้รับเหรียญทองจากลอเรนซ์ และในปี พ.ศ. 2475 ก็มีการเฉลิมฉลองครบรอบ 50 ปี กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์พลังค์ เขาได้รับรางวัลเหรียญทองของไอน์สไตน์

ในปี 1933 พวกนาซีเข้ามามีอำนาจ กองไฟที่ทำจากหนังสือถูกเผาทั่วประเทศ ในช่วงเวลาสั้นๆ ห้องสมุดเอกชนและห้องสมุดสาธารณะมากกว่าหมื่นแห่งถูกทำลาย ผู้นำของ "จักรวรรดิไรช์ที่สาม" ประกาศต่อสาธารณะว่า "เราไม่ใช่และไม่ต้องการเป็นประเทศของเกอเธ่และไอน์สไตน์!" นักวิทยาศาสตร์ถูกไล่ออกจากมหาวิทยาลัยและสถาบันต่างๆ มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่สามารถอพยพได้

ถึงอย่างไรก็ตาม อายุเยอะพลังค์ยังคงเป็นเลขาธิการถาวรของ Academy of Sciences และเป็นประธานของ Kaiser Wilhelm Society พร้อมด้วยสถาบันทั้งหมด 35 แห่ง มันเป็นความผิดพลาดหรือการคำนวณทางยุทธวิธี? เป็นไปได้มากว่ามันเป็นเพียงความเฉื่อย: พลังค์ยังคงอยู่ที่ที่เขาอยู่และเขาเป็นใคร พลังค์เข้าใจว่าเขาไม่สามารถเปลี่ยนแปลงอะไรได้ อย่างไรก็ตาม ในตำแหน่งของเขา ก็สมเหตุสมผลที่จะรักษาความสงบสุขด้วยอำนาจที่เพิ่งสร้างใหม่ หรืออย่างน้อยก็ปรากฏความสงบสุข แต่เขาประพฤติตัวโดยเน้นย้ำความเป็นอิสระอยู่เสมอและในหลายกรณีก็แสดงให้เห็นถึงความกล้าหาญของพลเมืองอย่างแท้จริง

ในเดือนพฤษภาคม ปี 1937 นักวิทยาศาสตร์รายนี้อ่านรายงานเรื่อง “ศาสนาและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ” นี่เป็นเอกสารทางประวัติศาสตร์ในบางแง่: ในนั้นพลังค์สามารถแสดงทัศนคติเชิงลบต่อลัทธิฟาสซิสต์ได้ แน่นอนว่าสิ่งนี้ทำในรูปแบบที่ถูกปิดบัง แต่ผู้ฟังและผู้อ่านเข้าใจทุกอย่างสมบูรณ์แบบ ไม่มีคำพูดของนักวิทยาศาสตร์แม้แต่คนเดียวที่ประสบความสำเร็จเท่านี้ อย่างไรก็ตาม รายงานมีคำสำคัญดังต่อไปนี้: “ศรัทธาในปาฏิหาริย์กำลังถอยกลับไปทีละขั้นก่อนที่จะพัฒนาวิทยาศาสตร์ และเราไม่ควรสงสัยเลยว่าในระหว่างการพัฒนานี้ความศรัทธาในปาฏิหาริย์จะสิ้นสุดลงไม่ช้าก็เร็ว”

ครั้งหนึ่งเขาเคยกล่าวไว้เกี่ยวกับลอเรนซ์ว่า “ความเศร้าโศกที่เกิดจากการทำลายสิ่งสร้างสรรค์อันล้ำค่าและไม่สามารถทดแทนได้มากมายที่สร้างขึ้นจากการทำงานหนัก ได้ถูกรวมเข้าไว้ด้วยกันในจิตใจที่กรุณาและเห็นอกเห็นใจพร้อมกับความสยองขวัญของความกลัวอันนองเลือดของการสู้รบและการสู้รบ” คำเหล่านี้สามารถนำไปใช้กับพลังค์ได้ด้วยตัวเอง

วัยเยาว์ของเขาใช้เวลาอยู่ในห้องเรียนและห้องสมุดอันเงียบสงบของมหาวิทยาลัย วัยชราของเขามืดมนลงด้วยซากปรักหักพังและเพลิงไหม้จากสงครามที่นองเลือดที่สุด ชีวิตราวกับกำลังจัดการกับคะแนนที่โหดร้ายกับผู้ชายที่รักสันติภาพและมีมนุษยธรรม จัดการกับเขาอย่างแรง เออร์วินลูกชายของเขาซึ่งดำรงตำแหน่งผู้บริหารระดับสูงมีความเกี่ยวข้องกับผู้เข้าร่วมในการสมคบคิดต่อต้านฮิตเลอร์ ความพยายามลอบสังหารเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2487 จบลงด้วยความล้มเหลว เออร์วินถูกจับกุมท่ามกลางผู้สมรู้ร่วมคิดคนอื่น ๆ และถูกตัดสินประหารชีวิต คำร้องขอผ่อนผันที่บิดาของเขาส่งมายังคงไม่ได้รับคำตอบ เมื่อปลายเดือนมกราคม พ.ศ. 2488 เออร์วิน พลังค์ถูกแขวนคอ

ฤดูใบไม้ผลิปี 1945 มาถึงแล้ว ลัทธิฟาสซิสต์อยู่ในภาวะวิกฤติและนับชั่วโมงไว้แล้ว แนวหน้าเข้ามาใกล้เบอร์ลิน พลังค์โชคดีที่ไม่อยู่ที่นั่น

การสิ้นสุดของสงครามพบเขาที่เมืองเกิตทิงเงน ในไม่ช้าเขาก็เริ่มนำเสนอโดยมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการฟื้นฟูอดีตสมาคมไกเซอร์วิลเฮล์มและสร้างชีวิตทางจิตวิญญาณตามปกติ - อดีตอันเลวร้ายสิ้นสุดลงแล้ว เยอรมนีกำลังแล่นไปสู่อนาคต

ในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2489 พลังค์ได้รับเชิญไปอังกฤษเพื่อเฉลิมฉลองให้กับนิวตัน และได้รับเกียรติอันสมควรแก่เกียรติยศของพระองค์

เขาได้รับเกียรติมากมาย: ผู้ครองตำแหน่งสูงหลายตำแหน่ง ผู้ได้รับรางวัลหลายราย สมาชิกกิตติมศักดิ์ของมหาวิทยาลัยหลายแห่ง สังคมการเรียนรู้และสถาบันการศึกษาทั่วโลก ในฤดูร้อนปี 2490 อดีตสมาคม Kaiser Wilhelm ได้รับการตั้งชื่อตาม Max Planck สำหรับตัว Planck เองทั้งหมดนี้ไม่ใช่ความสำเร็จส่วนบุคคลไม่ใช่ความรุ่งโรจน์ส่วนบุคคล แต่เป็นการยอมรับบทบาทของวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นชัยชนะของงานของนักวิทยาศาสตร์

พลังค์เสียชีวิตเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2490 ซึ่งเป็นเวลาไม่กี่เดือนก่อนวันเกิดปีที่ 90 ของเขา ซึ่งประชาคมโลกกำลังเตรียมที่จะเฉลิมฉลองอย่างกว้างขวางและเคร่งขรึม เขาถูกฝังในเกิตทิงเงน - เมืองที่ชื่อเสียงของเขาในฐานะนักวิทยาศาสตร์มาจาก: ครั้งหนึ่งมหาวิทยาลัยเกิททิงเงนมอบรางวัลให้พลังค์รุ่นเยาว์สำหรับเอกสารของเขา "หลักการอนุรักษ์พลังงาน"

ในสุนทรพจน์ของเขาเหนือโลงศพของอาจารย์และเพื่อน Max Laue กล่าวว่า "สิ่งที่เกิดขึ้นในชีวิตของพลังค์คือสิ่งที่เกิดขึ้นในชีวิตของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ทุกคน หนึ่ง คำถามสำคัญอนุญาต. อื่น ๆ อีกมากมาย - ด้วยเหตุนี้จึงได้รับการติดตั้ง การตัดสินใจของพวกเขาตกเป็นของลูกหลาน ให้พวกเขาจัดการกับมันด้วยความกล้าหาญทางวิทยาศาสตร์แบบเดียวกันในการค้นหาความจริงที่เป็นลักษณะเฉพาะของพลังค์”16

หลังจากที่พวกเขาถูกทิ้งที่ญี่ปุ่นแล้ว ระเบิดปรมาณูพลังค์กล่าวในรายงานของเขาเรื่อง "ความหมายและขีดจำกัดของวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน" ว่า "เราจะต้องให้ความสำคัญกับอันตรายจากการทำลายตนเองที่คุกคามมวลมนุษยชาติอย่างจริงจังมากพอ หาก ปริมาณมากระเบิดดังกล่าวในสงครามที่กำลังจะมาถึง ไม่มีจินตนาการใดสามารถจินตนาการถึงผลที่ตามมาทั้งหมดนี้ได้ มีคนเสียชีวิต 80,000 คนในฮิโรชิมา 40,000 คนในนางาซากิ ถือเป็นการเรียกร้องสันติภาพที่เร่งด่วนที่สุดที่ส่งถึงประชาชนทุกคน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อรัฐบุรุษที่รับผิดชอบของพวกเขา"

พวกเขาทิ้งหนังสือและบทความไว้มากกว่าสองร้อยห้าสิบเล่ม แต่ความยิ่งใหญ่ของความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้วัดจากจำนวนเล่ม พลังค์เป็นจุดเริ่มต้นของฟิสิกส์แห่งศตวรรษที่ 20 เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้เปิดประตูสู่โลกแห่งอะตอม บิดาแห่งฟิสิกส์ควอนตัม การมีส่วนร่วมในด้านวิทยาศาสตร์ของเขาจะไม่มีวันลืม ยังไม่ได้สร้างอนุสาวรีย์อันยิ่งใหญ่ที่ทำด้วยทองสัมฤทธิ์และหินอ่อนให้เขา แต่อีกอนุสาวรีย์หนึ่งได้ถูกสร้างขึ้นมานานแล้ว นั่นคือ ฟิสิกส์ควอนตัม ซึ่งเป็นเครื่องมืออันทรงพลังแห่งความรู้ ความภาคภูมิใจ และศักดิ์ศรีของจิตใจ

นักวิทยาศาสตร์พลังค์ ฟิสิกส์ ควอนตัม

โลกรอบตัวเราทุกวันนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงในด้านเทคโนโลยีจากทุกสิ่งที่คุ้นเคยในสังคมเมื่อร้อยปีก่อน ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้เพียงเพราะในช่วงรุ่งสางของศตวรรษที่ 20 นักวิจัยสามารถเอาชนะอุปสรรคและในที่สุดก็ตระหนักได้ว่า: องค์ประกอบใด ๆ ในระดับที่เล็กที่สุดจะไม่ทำงานอย่างต่อเนื่อง และยุคพิเศษนี้เปิดขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ผู้มีความสามารถ แม็กซ์ พลังค์ พร้อมสมมติฐานของเขา

รูปที่ 1 สมมติฐานควอนตัมของพลังค์ Author24 - แลกเปลี่ยนผลงานนักศึกษาออนไลน์

นักฟิสิกส์ต่อไปนี้ได้รับการตั้งชื่อตาม:

ทฤษฎีฟิสิกส์ประการหนึ่ง
ชุมชนวิทยาศาสตร์ในประเทศเยอรมนี
สมการควอนตัม,
ดาวเคราะห์น้อย,
ปล่องบนดวงจันทร์,
กล้องโทรทรรศน์อวกาศสมัยใหม่

ภาพของพลังค์ถูกพิมพ์บนธนบัตรและนูนบนเหรียญ เช่น บุคลิกภาพที่โดดเด่นด้วยสมมติฐานของเธอ เธอสามารถพิชิตสังคมและกลายเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่รู้จักในช่วงชีวิตของเธอ

Max Planck เกิดในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ในครอบครัวชาวเยอรมันที่ยากจนธรรมดา บรรพบุรุษของเขาเป็นรัฐมนตรีในโบสถ์และเป็นทนายความที่ดี อุดมศึกษานักฟิสิกส์ได้รับผลลัพธ์ค่อนข้างดี แต่เพื่อนนักวิจัยเรียกเขาแบบติดตลกว่า "เรียนรู้ด้วยตนเอง" เขาได้รับความรู้ที่สำคัญจากการได้รับข้อมูลจากหนังสือ

การก่อตัวของทฤษฎีของพลังค์

สมมติฐานของพลังค์เกิดจากแนวความคิดที่เขาได้รับมาในทางทฤษฎี ในงานวิทยาศาสตร์ของเขาเขาพยายามอธิบายหลักการ "วิทยาศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญที่สุด" และในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่สูญเสียความสัมพันธ์ที่สำคัญกับเพื่อนร่วมงานชาวต่างชาติจากประเทศเล็กๆ ในเยอรมนี การมาถึงของพวกนาซีโดยไม่คาดคิดทำให้พลังค์อยู่ในตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ และนักวิจัยพยายามปกป้องเพื่อนร่วมงานของเขา ช่วยพนักงานของเขาไปต่างประเทศ และหลบหนีจากระบอบการปกครอง

ดังนั้นทฤษฎีควอนตัมของพลังค์จึงไม่ใช่สิ่งเดียวที่เขาได้รับความเคารพ เป็นที่น่าสังเกตว่านักวิทยาศาสตร์ไม่เคยแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับการกระทำของฮิตเลอร์โดยตระหนักว่าเขาสามารถทำร้ายไม่เพียง แต่ตัวเขาเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคนที่ต้องการความช่วยเหลือด้วย เสียดายตัวแทนเยอะ โลกวิทยาศาสตร์ไม่ยอมรับตำแหน่งนี้ของพลังค์และหยุดการติดต่อกับเขาโดยสิ้นเชิง เขามีลูกห้าคน และมีเพียงลูกคนสุดท้องเท่านั้นที่สามารถมีอายุยืนกว่าพ่อของเขาได้ ในเวลาเดียวกันผู้ร่วมสมัยเน้นย้ำว่ามีเพียงนักฟิสิกส์ที่บ้านเท่านั้นที่เป็นตัวของตัวเอง - เป็นคนที่จริงใจและยุติธรรม

เพิ่มเติมจาก วัยรุ่นปีนักวิทยาศาสตร์ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาหลักการของอุณหพลศาสตร์ซึ่งระบุไว้ว่าข้อใด กระบวนการทางกายภาพมาเฉพาะกับความโกลาหลที่เพิ่มขึ้นและมวลหรือมวลลดลง

หมายเหตุ 1

พลังค์เป็นคนแรกที่กำหนดคำจำกัดความของระบบอุณหพลศาสตร์ได้อย่างถูกต้อง (ในแง่ของเอนโทรปีซึ่งสามารถสังเกตได้ในแนวคิดนี้เท่านั้น)

ต่อมาเป็นงานทางวิทยาศาสตร์ที่นำไปสู่การสร้างสมมติฐานพลังค์อันโด่งดัง เขายังสามารถแยกฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ออกได้ โดยพัฒนาส่วนคณิตศาสตร์ที่ครอบคลุม ก่อนนักฟิสิกส์ผู้มีความสามารถ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติทั้งหมดมีรากฐานมาจากการผสมกัน และการทดลองต่างๆ ได้ดำเนินการในระดับประถมศึกษาโดยบุคคลในห้องปฏิบัติการ

สมมติฐานควอนตัม

ด้วยการสำรวจเอนโทรปีของคลื่นไฟฟ้าและแม่เหล็กในแง่ของออสซิลเลเตอร์และอาศัยหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ พลังค์ได้นำเสนอสูตรสากลแก่สาธารณชนและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ที่จะตั้งชื่อตามผู้สร้างในภายหลัง

สมการใหม่ที่เกี่ยวข้อง:

ความยาวคลื่น;
พลังงานและความอิ่มตัวของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
อุณหภูมิของการแผ่รังสีแสงซึ่งมีไว้สำหรับสสารสีดำสนิทเป็นส่วนใหญ่

หลังจากการนำเสนอสูตรนี้อย่างเป็นทางการ เพื่อนร่วมงานของพลังค์ภายใต้การนำของรูเบนส์ได้ทำการทดลองเป็นเวลาหลายวันเพื่อที่จะ จุดทางวิทยาศาสตร์ดูยืนยันทฤษฎีนี้ เป็นผลให้มันถูกต้องอย่างแน่นอน แต่เพื่อยืนยันสมมติฐานทางทฤษฎีที่เกิดขึ้นจากสมการนี้และในขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงปัญหาทางคณิตศาสตร์นักวิทยาศาสตร์ต้องยอมรับว่าพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าถูกปล่อยออกมาในส่วนที่แยกจากกันและไม่ได้อยู่ใน ไหลอย่างต่อเนื่องดังที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ในที่สุดวิธีนี้ก็ทำลายแนวคิดที่มีอยู่ทั้งหมดเกี่ยวกับร่างกายที่แข็งแกร่ง ทฤษฎีควอนตัมของพลังค์ทำให้เกิดการปฏิวัติทางฟิสิกส์อย่างแท้จริง

ผู้ร่วมสมัยเชื่อว่าในตอนแรกผู้วิจัยไม่ได้ตระหนักถึงความสำคัญของการค้นพบของเขา ในบางครั้งสมมติฐานที่เขานำเสนอนั้นถูกใช้เป็นวิธีการแก้ปัญหาที่สะดวกในการลดจำนวนสูตรทางคณิตศาสตร์ในการคำนวณเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน Planck ก็เหมือนกับเพื่อนร่วมงานของเขาที่ใช้สมการของ Maxwell อย่างต่อเนื่องในการทำงานของพวกเขา

สิ่งเดียวที่ทำให้นักวิจัยสับสนคือค่าคงที่ $h$ ซึ่งไม่สามารถรับความหมายทางกายภาพได้ ต่อมา Paul Ehrenfest และ Albert Einstein ได้ศึกษาปรากฏการณ์ใหม่ ๆ ของกัมมันตภาพรังสีอย่างรอบคอบและศึกษาเหตุผลทางคณิตศาสตร์สำหรับสเปกตรัมแสงก็สามารถเข้าใจความสำคัญทั้งหมดของทฤษฎีของพลังค์ได้ เป็นที่ทราบกันดีว่ารายงานทางวิทยาศาสตร์ซึ่งมีการประกาศสูตรการหาปริมาณพลังงานเป็นครั้งแรกได้เปิดยุคแห่งฟิสิกส์ใหม่

การใช้ทฤษฎีของพลังค์

โน้ต 2

ต้องขอบคุณกฎของพลังค์ที่ทำให้สาธารณชนได้รับข้อโต้แย้งที่ทรงพลังเพื่อสนับสนุนสิ่งที่เรียกว่าสมมติฐานบิกแบง ซึ่งอธิบายการขยายตัวและการเกิดขึ้นของเอกภพอันเป็นผลมาจากการระเบิดอันทรงพลังที่มีอุณหภูมิสูงมาก

เชื่อกันว่าในช่วงแรกของการก่อตัว จักรวาลของเราเต็มไปด้วยรังสีบางอย่าง ซึ่งคุณสมบัติของสเปกตรัมควรจะตรงกับการแผ่รังสีของวัตถุสีดำ

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา โลกก็ขยายใหญ่ขึ้นและเย็นลงจนถึงอุณหภูมิปัจจุบันเท่านั้น นั่นคือรังสีที่กำลังแพร่กระจายในจักรวาลในปัจจุบันควรมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับรังสีอัลฟ่าของสสารดำที่อุณหภูมิหนึ่ง ในปี 1965 วิลสันค้นพบรังสีนี้ที่ความยาวคลื่นแม่เหล็ก 7.35 ซม. ซึ่งตกลงบนโลกของเราอย่างต่อเนื่องด้วยพลังงานเท่ากันในทุกทิศทาง ในไม่ช้าก็ชัดเจนว่าปรากฏการณ์นี้สามารถปล่อยออกมาได้จากวัตถุสีดำที่เกิดขึ้นหลังจากบิกแบงเท่านั้น ตัวบ่งชี้การวัดขั้นสุดท้ายระบุว่าอุณหภูมิของสารนี้ในวันนี้คือ 2.7 K

การประยุกต์ใช้ทฤษฎีรังสีความร้อนและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถอธิบายกระบวนการที่จะตามมาได้ การระเบิดของนิวเคลียร์(ซึ่งเรียกว่า “ฤดูหนาวปรมาณู”) การระเบิดอันทรงพลังจะทำให้เกิดเขม่าและฝุ่นจำนวนมหาศาลขึ้นสู่ชั้นบนของอากาศ เนื่องจากเป็นสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดกับวัตถุสีดำ เขม่าจึงดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ได้เกือบทั้งหมด และร้อนถึงขีดจำกัดสูงสุด จากนั้นจึงปล่อยรังสีออกมาทั้งสองทิศทาง

เป็นผลให้รังสีที่มาจากดวงอาทิตย์กระทบพื้นโลกเพียงครึ่งหนึ่ง เนื่องจากรังสีอีกครึ่งจะพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับดาวเคราะห์ ตามการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ อุณหภูมิเฉลี่ยโลกจะลดลง 50 เคลวิน (นี่คืออุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ)

ผู้ก่อตั้งฟิสิกส์ควอนตัมถือเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวเยอรมัน Max Karl Ernst Ludwig Planck เขาเป็นผู้วางรากฐานของทฤษฎีควอนตัมในปี 1900 โดยแนะนำว่าในระหว่างการแผ่รังสีความร้อนพลังงานจะถูกปล่อยออกมาและดูดซับในส่วนที่แยกจากกัน - ควอนตัม

ต่อมาได้รับการพิสูจน์แล้วว่ารังสีใด ๆ มีลักษณะไม่ต่อเนื่อง

จากชีวประวัติ

แม็กซ์ พลังค์เกิดเมื่อวันที่ 23 เมษายน พ.ศ. 2401 ที่เมืองคีล พ่อของเขา Johann Julius Wilhelm von Planck เป็นศาสตราจารย์ด้านกฎหมาย ในปี พ.ศ. 2410 แม็กซ์ พลังค์เริ่มเรียนที่ Royal Maximilian Gymnasium ในมิวนิก ซึ่งครอบครัวของเขาได้ย้ายไปอยู่ในเวลานั้น ในปี พ.ศ. 2417 พลังค์สำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนมัธยมและเริ่มเรียนคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยมิวนิกและเบอร์ลิน พลังค์มีอายุเพียง 21 ปีเมื่อในปี พ.ศ. 2422 เขาได้ปกป้องวิทยานิพนธ์ของเขาเรื่อง "กฎข้อที่สองของทฤษฎีเครื่องกลของความร้อน" ซึ่งอุทิศให้กับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ หนึ่งปีต่อมาเขาได้ปกป้องวิทยานิพนธ์เรื่องที่สองของเขาเรื่อง "สภาวะสมดุลของร่างกายไอโซโทรปิกที่ อุณหภูมิที่แตกต่างกัน" และกลายเป็นเอกชนที่คณะฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยมิวนิก

ในฤดูใบไม้ผลิปี 1885 แม็กซ์ พลังค์เป็นศาสตราจารย์พิเศษในภาควิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยคีล ในปี พ.ศ. 2440 หลักสูตรการบรรยายเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ของพลังค์ได้รับการตีพิมพ์

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2432 พลังค์เข้ารับหน้าที่เป็นศาสตราจารย์พิเศษในภาควิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยเบอร์ลิน และในปี พ.ศ. 2525 เขาก็กลายเป็นศาสตราจารย์เต็มตัว ในเวลาเดียวกัน เขาเป็นหัวหน้าสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

ในปี 1913/14 ปีการศึกษาพลังค์ดำรงตำแหน่งอธิการบดีของมหาวิทยาลัยเบอร์ลิน

ทฤษฎีควอนตัมของพลังค์

ยุคเบอร์ลินกลายเป็นช่วงที่มีผลมากที่สุดในอาชีพทางวิทยาศาสตร์ของพลังค์ การทำงานเกี่ยวกับปัญหาการแผ่รังสีความร้อนตั้งแต่ปี พ.ศ. 2433 ในปี พ.ศ. 2443 พลังค์เสนอแนะเช่นนั้น รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ต่อเนื่อง มันถูกปล่อยออกมาในส่วนแยกกัน - ควอนตัม และขนาดของควอนตัมก็ขึ้นอยู่กับความถี่ของการแผ่รังสี พลังค์ได้รับมา สูตรการกระจายพลังงานในสเปกตรัมของวัตถุสีดำสนิทเขาสรุปได้ว่าแสงถูกปล่อยออกมาและดูดซับเป็นส่วนควอนตัมที่มีความถี่การสั่นที่แน่นอน ก พลังงานของแต่ละควอนตัมจะเท่ากับความถี่การสั่นสะเทือนคูณด้วย ค่าคงที่ เรียกว่าค่าคงที่ของพลังค์

อี = ฮอนโดยที่ n คือความถี่การสั่น h คือค่าคงที่ของพลังค์

ค่าคงตัวของพลังค์เรียกว่า ค่าคงที่พื้นฐานของทฤษฎีควอนตัม, หรือ ควอนตัมของการกระทำ.

นี่คือปริมาณที่เชื่อมโยงค่าพลังงานของควอนตัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ากับความถี่ของมัน แต่เนื่องจากการแผ่รังสีใดๆ เกิดขึ้นในควอนตัม ค่าคงที่ของพลังค์จึงใช้ได้กับระบบการแกว่งเชิงเส้นใดๆ

19 ธันวาคม พ.ศ. 2443 เมื่อพลังค์รายงานสมมติฐานของเขาในการประชุมของสมาคมกายภาพแห่งเบอร์ลิน กลายเป็นวันเกิดของทฤษฎีควอนตัม

ในปี 1901 จากข้อมูลการแผ่รังสีวัตถุดำ พลังค์สามารถคำนวณค่าดังกล่าวได้ ค่าคงที่ของโบลทซ์มันน์. เขายังได้รับ เบอร์ของอาโวกาโดร(จำนวนอะตอมในหนึ่งโมล) และจัดตั้งขึ้น ค่าประจุอิเล็กตรอนด้วยความแม่นยำสูงสุด

ในปี 1919 พลังค์กลายเป็นผู้ได้รับรางวัล รางวัลโนเบลในวิชาฟิสิกส์ปี 1918 สำหรับบริการ "เพื่อการพัฒนาฟิสิกส์ผ่านการค้นพบควอนตัมพลังงาน"

ในปี 1928 แม็กซ์ พลังค์มีอายุครบ 70 ปี เขาเกษียณอย่างเป็นทางการ แต่เขาไม่หยุดร่วมมือกับ Kaiser Wilhelm Society for Basic Sciences ในปี พ.ศ. 2473 เขาได้เป็นประธานของสังคมนี้

พลังค์เป็นสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์เยอรมันและออสเตรีย สังคมวิทยาศาสตร์และสถาบันการศึกษาของไอร์แลนด์ อังกฤษ เดนมาร์ก ฟินแลนด์ เนเธอร์แลนด์ กรีซ อิตาลี ฮังการี สวีเดน สหรัฐอเมริกา และสหภาพโซเวียต สมาคมกายภาพแห่งเยอรมนีได้ก่อตั้งเหรียญพลังค์ขึ้น นี่คือรางวัลสูงสุดของสังคมนี้ และเจ้าของกิตติมศักดิ์คนแรกคือ Max Planck เอง

การปฏิวัติทางฟิสิกส์เกิดขึ้นพร้อมกับต้นศตวรรษที่ 20 ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการสร้างภาพทางกายภาพของโลกนั้นเกือบจะเสร็จสมบูรณ์แล้ว และนักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อไปจะต้องชี้แจงตัวเลขหลังทศนิยมในค่าคงที่ทางกายภาพเท่านั้น

ลอร์ดเคลวิน(รูปที่ 1): “เหนือฟิสิกส์มีท้องฟ้าแจ่มใส กฎฟิสิกส์ทั้งหมดได้ถูกค้นพบแล้ว เหลือเพียงเมฆสองก้อนเท่านั้น”

ข้าว. 1. ลอร์ดเคลวิน

เคลวินถือเป็นเมฆชนิดแรกที่ถูกกระจายออกไป คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศด้วยความเร็วคงที่โดยไม่มีตัวกลางใดๆ ห้าปีต่อมา ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ก็ปรากฏขึ้น ทฤษฎีนี้บังคับให้เราเปลี่ยนความเข้าใจเกี่ยวกับอวกาศและเวลาที่เราอาศัยอยู่

เมฆก้อนที่สองตามคำกล่าวของเคลวิน คือสเปกตรัมของการแผ่รังสีจากวัตถุที่ได้รับความร้อน ถ้าร่างกายมี อุณหภูมิสูงก็จะกลายเป็นแหล่งกำเนิดรังสีที่มองเห็นได้ ปัญหาคือฟิสิกส์เชิงทฤษฎีไม่สามารถอธิบายสเปกตรัมการแผ่รังสีของวัตถุที่ร้อนได้ ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ความยากลำบากนี้ถูกเอาชนะ การแผ่รังสีความร้อนของวัตถุที่ร้อนได้รับคำอธิบาย และจากคำอธิบายนี้ สนามฟิสิกส์ใหม่ก็เกิดขึ้น - กลศาสตร์ควอนตัม.

นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เรย์ลี่และยีนส์พยายามรวมกฎการแผ่รังสีความร้อนเข้าเป็นหนึ่งเดียว กฎข้อนี้ได้รับการยืนยันอย่างดีจากข้อมูลการทดลอง แต่สอดคล้องกับส่วนตรงกลางของสเปกตรัมการปล่อยรังสีสีเหลืองและสีเขียวเท่านั้น เมื่อใดจึงเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน สีม่วง และ รังสีอัลตราไวโอเลตกฎหมายนี้จึงถูกละเมิด

จากกฎเรย์ลีห์-ยีนส์เป็นไปตามนั้น ยิ่งความยาวคลื่นสั้นเท่าใด ความเข้มของรังสีความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น(รูปที่ 2) ไม่เคยมีการทดลองเช่นนี้มาก่อน และเมื่อเคลื่อนที่ไปเป็นคลื่นสั้น ความเข้มควรจะเพิ่มขึ้นอย่างไม่จำกัดโดยสมบูรณ์ แต่สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น

ข้าว. 2. กฎหมายเรย์ลีห์-ยีนส์

ไม่ได้ และไม่สามารถเพิ่มความเข้มของคลื่นได้อย่างไม่จำกัด หากกฎทางกายภาพใดๆ นำไปสู่คำว่า “ไม่จำกัด” แสดงว่าล้มเหลว

นักฟิสิกส์เรียกสถานการณ์นี้ว่า ภัยพิบัติอัลตราไวโอเลต.

ใน ปลาย XIXศตวรรษ นักฟิสิกส์ไม่สามารถจินตนาการได้ว่านี่เป็นหายนะไม่ใช่กฎเฉพาะของรังสี แต่เป็นหายนะของฟิสิกส์คลาสสิก

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2439 Max Planck (รูปที่ 3) เริ่มสนใจปัญหาการแผ่รังสีความร้อนของร่างกาย ร่างกายใดก็ตามที่มีความร้อนจะปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา หากร่างกายร้อนเพียงพอ รังสีนี้ก็จะมองเห็นได้

ข้าว. 3. แม็กซ์ พลังค์

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ร่างกายจะกลายเป็นสีแดงร้อน จากนั้นก็เป็นสีส้มเหลือง และสีขาวในที่สุด (รูปที่ 4–6)

ข้าว. 4. สีของรังสีวัตถุดำ

ข้าว. 5. สีของรังสีวัตถุดำ

ข้าว. 6. สีของรังสีวัตถุดำ

กฎแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทดสอบซ้ำแล้วซ้ำเล่าของ Maxwell ไม่สามารถใช้ได้กับคลื่นสั้น เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจ เนื่องจากกฎหมายเหล่านี้อธิบายการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุด้วยเสาอากาศได้อย่างสมบูรณ์แบบ

อยู่บนพื้นฐานของกฎหมายเหล่านี้ที่คาดการณ์การมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ไฟฟ้าพลศาสตร์ของ Maxwell นำไปสู่ข้อสรุปที่ไม่มีความหมาย: ร่างกายที่ได้รับความร้อนอันเป็นผลมาจากการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องจะต้องทำให้เย็นลงจนเหลือศูนย์.

จากมุมมองของฟิสิกส์คลาสสิก สมดุลความร้อนไม่สามารถดำรงอยู่ระหว่างสสารกับรังสีได้ ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองว่าวัตถุที่ได้รับความร้อนไม่ได้ใช้พลังงานทั้งหมดในการเปล่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ในปี 1900 แม็กซ์ พลังค์เสนอสมมติฐานควอนตัม.

สมมติฐานของพลังค์:

ร่างกายที่ได้รับความร้อนจะปล่อยและดูดซับแสงไม่ต่อเนื่อง แต่ในพลังงานที่มีขอบเขตจำกัด - ควอนตัม (ควอนตัม (จากภาษาละตินควอนตัม) - ปริมาณ)