พลังค์คงก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในแนวความคิดหรือไม่? [ซ้ำ]
ตัวอย่างเช่นจะต้องมีการสังเกตว่าไม่มีองค์ประกอบใดที่เบากว่าไฮโดรเจนหรือไม่มีอิเล็กตรอนที่มีประจุไฟฟ้าต่างกัน (ฉันเชื่อว่าอิเล็กตรอนถูกค้นพบก่อนค่าคงที่ของพลังค์) แต่มีเพียงประจุเดียวและนั่นคือประจุที่เล็กที่สุด ดังนั้นการจินตนาการว่าพลังงานนั้นมาในแพ็คเก็ตที่เล็กที่สุดนั้นเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจอย่างมากหรือเป็นการยืนยันสิ่งที่ได้รับการกำหนดทฤษฎีแล้ว?
คำตอบ
การหาปริมาณพลังงานของแสงในความถี่ที่กำหนดให้เป็นโฟตอนเป็นการก้าวกระโดดจากฟิสิกส์คลาสสิกอย่างแท้จริง
ประการแรกแนวความคิดเกี่ยวกับอะตอมและอนุภาคมูลฐานรวมทั้งอิเล็กตรอนได้รับการพัฒนาในเวลาเดียวกันกับกลศาสตร์ควอนตัม ดังนั้นหลักฐานของคำถามจึงไม่ถูกต้องนัก อิเล็กตรอนถูกค้นพบโดย JJ Thompson ในปี 1897 และ Millikan เรียกเก็บเงินในปี 1913 ในขณะที่กระดาษของ Planck เกี่ยวกับการแผ่รังสีของร่างกายสีดำได้รับการตีพิมพ์ในปี 1900
แต่แม้ว่าเราจะยอมรับการมีอยู่ของอิเล็กตรอนที่มีประจุไฟฟ้าเป็นหน่วย แต่การหาปริมาณพลังงานก็เป็นอีกก้าวกระโดดของแนวคิดที่สำคัญ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิกของ Maxwell สามารถรวมประจุไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย$^\star$และแม้ว่าจะไม่ได้อธิบายว่าเหตุใดประจุจึงควรอยู่ในหน่วยของประจุอิเล็กตรอน แต่ก็ไม่มีปัญหาเชิงตรรกะในการมีประจุต่อหน่วย
อย่างไรก็ตามสมการของแมกซ์เวลล์ทำให้การคาดการณ์ที่ชัดเจนมากว่าพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดของคลื่นและแอมพลิจูดเป็นปริมาณที่ต่อเนื่อง ไม่มีทางแพร่พันธุ์ได้$E=\hbar \omega$ภายในแม่เหล็กไฟฟ้าคลาสสิก เนื่องจากประจุไฟฟ้าเร่งทำให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าการสั่นของประจุที่ความถี่หนึ่ง ๆ สามารถทำให้เกิดคลื่นที่ใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงได้โดยการเพิ่มแอมพลิจูดของการสั่น ในฟิสิกส์คลาสสิกอนุภาคสามารถแกว่งด้วยแอมพลิจูดใดก็ได้ ดังนั้นจึงมีบางสิ่งที่พิเศษและ (จากมุมมองของฟิสิกส์คลาสสิก) สุดขั้วที่จำเป็นในการอธิบายการแผ่รังสีของร่างกายสีดำ
$^\star$ ปัญหาโมดูโลเกี่ยวกับการบังคับตัวเองซึ่งฉันจะไม่สนใจ
ในปรัชญาและวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ในตอนต้นมีทฤษฎีเกี่ยวกับแสงในร่างกายและอำนาจของนิวตันก็อยู่เบื้องหลังเช่นกัน เมื่อสิ้นสุดวันที่ 19 ค. ปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าแสงเป็นคลื่น แต่งานของพลังค์ดูเหมือนจะพิสูจน์มุมมองทางเลือก ที่จริงแล้วค่าคงที่ถูกนำมาใช้เป็นเคล็ดลับทางคณิตศาสตร์ - อินทิกรัลเบี่ยงเบนไปเป็นอินฟินิตี้ในขณะที่ผลรวมที่ตรงกันนั้น จำกัด พลังค์ใช้มันด้วยความโกรธและต่อมาก็บอกว่าเขาเสียใจที่คิดค้นสิ่งนี้ขึ้นมา แต่มุมมองนี้อธิบายได้มากกว่านั้น - สิ่งที่ทำไม่ได้และไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกัน: ไม่มีการก้าวกระโดดเป็นเพียงการรับรู้ทีละน้อย
ดู Jammer M. , * The Conceptual Development of Quantum Mechanics. * NY, 2nd ed. 1989 (นอกจากนี้ยังมีปัญหาเรื่องมาตราส่วน: ต้องใช้เวลาหลายชั่วอายุคนและมากกว่าที่จะยอมรับว่าทฤษฎีควอนตัมจะยังคงอยู่ แต่จากระยะไกลมันเป็นการปฏิวัติ)