對「任何實驗現象的歸納必須事先帶有某種假定」的反駁
關於蒲朗克量子化假說,要從黑體輻射談起。所謂黑體,就是指對電磁波只吸收不反射的物體,實驗室以空腔的開口做為黑體的模型。只要空腔裡面的形狀夠複雜,從開口處入射的電磁波會在空腔內多次反射最終被吸收,而不會反射出去。
(注意:這裡的黑體指的是空腔的那個開口,而不是空腔
)。黑體的熱輻射在
19世紀下半葉是乙個有趣的研究領域。從眾多輻射資料可以總結
出一條規律,那就是黑體輻射與溫度有關,而與空腔材料無關。
在紛繁複雜的實驗資料中,維恩首先發現了黑體輻射的乙個規律:以輻射波長為橫座標,以輻射強度為縱座標,做乙個黑體輻
射的曲線,這個曲線有乙個最大值,即在某乙個波長處,輻射強度最高,此波長的兩邊,輻射強度都是下降的,我們把輻射強
度最大的波長稱為
「最大輻射強度波長」。
黑體處於不同的溫度下,輻射曲線不同,但有乙個共同的規律,那就是隨著溫度的
公升高,最大輻射強度波長會逐漸往短波長方向移動。
通過對實驗資料的擬合,維恩發現溫度跟最大輻射強度波長的四次方成反比,這就是著名的
維恩位移定律
(這是乙個經驗規律
)。維恩並沒有滿足以此,同時維恩不愧是
資料處理的超級高手
,他根據黑
體輻射的實驗曲線,資料擬合出乙個輻射公式,物理學史上稱之為
維恩經驗公式
(經驗公式的含義,就是該公式不是以理論維基
礎匯出,而是純粹根據實驗資料做數學擬合而得出的
),這個公式在短波區跟實驗吻合非常理想,而在長波區則有一定的偏差。 而
瑞利-金斯
則根據經典物理學理論,匯出了黑體輻射的理**式,這個公式在長波區跟實驗比較接近,但在短波區連走勢都不同。前面說過,實驗現象是最大輻射強度波長兩邊輻射強度都是下降的,而
瑞利-金斯公式表明,輻射強度在短波區則是繼續增加的!!!
由於走勢的完全不同發生在紫外區,所以物理學史上稱之為
紫外災。
蒲朗克-我們的主人翁這時候登場了,他綜合維恩經驗公式和瑞利金斯公式的特點,「湊」
出乙個新的公式
(沒錯,他就是湊的
),這個公式可以兼具兩個公式的優點。蒲朗克在
2023年10
月19日在德國
的一次物理學學術會議上公布了這個公式,另一位做黑體輻射的哥們--
魯本斯正好在這個會議上,他正好大幅度提高了測量精度,手上有最新的實驗資料還沒公布,於是當晚他拿蒲朗克的公式跟自己的最新實驗資料一對照,發現符合得太完美了!於是他第二天激動的通知了蒲朗克。
這時候的蒲朗克公式還沒有理論依據,由於符合得太過完美,使得蒲朗克下定決心:
「不惜一切代價,一定要找到理論依據。」!!
經過蒲朗克兩個月的努力,他發現湊乙個
量子化假設
(假設輻射的能量不是連續的,而是乙份乙份的輻射
),根據
經典熱力學與
統計力學的能量均分定理
,可以匯出他的公式,他於
2023年12
月份就報道了這一結果。而量子化假設嚴重偏離了經典物理;因此,這一假設提出後的
5年時間內,沒有引起人的注意,並且在這以後的十多年時間裡,蒲朗克很後悔當時的提法,在很多場合他還極力的掩飾這種不連續性是
「假設量子論
」,並且做了近
7年的努力希望把這一假設給消滅掉!!
5年後愛因斯坦用
光量子化假設
解釋光電效應的時候,蒲朗克還是堅定的反對者之一,並且調侃愛因斯坦是
「在思辯中迷失了方向」。
(這一調侃的背景,是愛因斯坦自己並不做實驗,但特別會分析別人的實驗結果。其中最轟動的是愛因斯坦推導出
布朗運動的平均自由程公式
,使得布朗運動成為了
波爾茲曼分子運動論
的實驗支援,布朗運動比分子運動論要早幾十年,連波爾茲曼最絕望的時候都不認為布朗運動是他運動論的實驗支援,
直到愛因斯坦超人的「思辯
」,不過那已經是波爾茲曼因絕望而自殺的第二年了)。
從這個例子我們看到,維恩位移定律,維恩經驗公式都是基於實驗事實的總結歸納,而得到的
純經驗公式
。就連提出
量子化假說的蒲朗克
,也是對實驗資料
(以維恩經驗公式為代表
)和現有理論綜合湊出來的蒲朗克公式。量子化假說的提出,並不是如步兵宣稱的
「任何實驗現象的歸納必須事先帶有某種假定
」,而是先得到公式,因為公式跟實驗符合得太完美,蒲朗克為了對得起這麼完美的符合,誓死找理論支援的過程中,被逼出來的假說。而且,
這麼天才的假說提出者本人,在其後的
10多年內,都是極力反對的!!
關於IT資訊化的一些感想
關於it資訊化的一些感想 資訊化這個概念現在到處都是,凡是與計算機相關的都要扯上資訊化,特別是當前的智慧型製造,it軟體是必不可以少的基礎建築。但是資訊化到什麼程度,才算是真正的資訊化,沒有乙個統一的定論。但資訊化是乙個全域性性的問題,有很多需要考慮的問題,只能真正將各方面考慮到了才有可能將資訊化工...
關於自動化測試的一些思考(一)
時至今日,進專案組已經半年了,對自動化測試也有了更深刻的認識和理解。為什麼要進行自動化測試?要回答這個問題,先了解一下測試背景。我們專案所使用的軟體開發模型是agile,agile開發的scrum模型,整個大專案分成乙個個小team,每個team都有乙個scrum master。scrum mast...
關於自動化測試的一些思考。
我們都知道自動化測試是一種不錯的回歸測試的解決方案,我們一直想在自己負責的被測試產品 模組中引入自動化測試,但是,是不是應該大張旗鼓的在產品測試過程中引入自動化?要知道回歸測試是有其專用目的的,主要是為了驗證原來好用的功能現在仍繼續好用,發現原來好用但現在不好用的功能。要知道自動化測試指令碼的完全建...