Альберт Эйнштейн, Макс Планк и квантовая механика

0
Шушпанов Аркадий Николаевич3/14/2021

Эйнштейн неслучайно принялся за квантовую теорию там, где Планк ее бросил.

Как и Планк, Эйнштейн начал свою карьеру в тех же застойных водах — в термодинамике, и трудился над вопросами, связанными с ролью атомов. Но в отличие от Планка Эйнштейн был для современной физики человеком посторонним. И в отношении атома у Эйнштейна с Планком были диаметрально противоположные цели: Планк своей диссертацией стремился выпихнуть понятие атома из физики, а Эйнштейн говорил, что задача его первых статей, написанных между 1901 и 1904 годами, — «найти факты, гарантирующие как можно точнее существование атомов определенных конечных размеров», и в 1905 году в своем революционном исследовании обусловленности броуновского движения случайными перемещениями атомов он этой цели наконец достиг.

Но хотя Эйнштейн и помог физикам окончательно принять понятие атома, в своей работе, посвященной квантовой теории Планка, Эйнштейн ввел новую «атомоподобную» теорию света, которую физикам оказалось еще труднее усвоить. Изучив исследования абсолютно черного тела, проделанные Планком, Эйнштейн пришел к своей собственной теории. Не удовлетворившись рассуждениями Планка, он разработал собственные математические приемы понимания этого явления. И хотя пришел он к тому же заключению — что излучение абсолютно черного тела можно объяснить лишь в понятиях кванта, — в его объяснении содержалось важнейшее, пусть и чисто техническое с виду, отличие: Планк допустил, что дискретный характер энергии излучения происходит от особенностей осцилляции атомов и молекул абсолютно черного тела, происходящей при излучении, а Эйнштейн счел дискретную природу неотъемлемым свойством самого излучения.

Эйнштейн рассматривал излучение абсолютно черного тела как доказательство радикально нового закона природы: вся электромагнитная энергия передается конечными «пакетами», а излучение состоит из частиц, подобных атомам света. Именно благодаря этому прозрению Эйнштейн первым осознал, что квантовый принцип — революционен, что он — фундаментальная сторона нашего мира, а не просто удобный частный математический прием, примененный для объяснения излучения абсолютно черного тела. Он назвал частицы излучения световыми квантами, а в 1926 году его световые кванты получат свое современное имя — фотоны.

Л. Млодинов. Прямоходящие мыслители. Путь человека от обитания на деревьях до постижения мироустройства. / Пер. с англ. Ш. Мартыновой. — М.: Livebook, 2016. — С. 388-389.
Следующая статья
Теория Творчества
Как устроено научное мышление: от логики до озарения и обратно
Я попытаюсь проиллюстрировать некоторые ключевые схемы мыслительной деятельности с помощью аналогий, ибо нам, биологам, приходится скорее иметь дело с целостными комплексами живой материи, нежели с ее отдельными ингредиентами в чистой и гомогенной форме. Полагаю, что именно целостный взгляд на вещи служит нам основным ориентиром в лабораторной практике. Та полуинтуитивная логика, которой пользуется каждый ученый-экспериментатор в своей повседневной работе, это специфическая смесь жесткой формальной логики и психологии. Она формальна в том смысле, что абст...
Теория Творчества
Как устроено научное мышление: от логики до озарения и обратно
Теория Творчества
Почему одни теории живут веками, а другие рассыпаются как карточный домик? Критерии научной истины
Теория Творчества
Один символ — вместо целой теории
Теория Творчества
Почему наука не ищет новое: взгляд Томаса Куна
Теория Творчества
Признаки ложной науки по Фрэнсису Бэкону
Теория Творчества
Повторяемость — не закон: Курт Левин против статистической иллюзии
Теория Творчества
«Украл — и честь потерял»: чем плагиат оборачивается для автора
Теория Творчества
Точка невозврата: когда физика изменилась навсегда
IT
Как шум и ошибки привели к созданию теории информации: от Найквиста до Шеннона
Естественные науки
Микромир под прицелом: нобелевские методы исследования, когда объект изучения не виден
Гуманитарные науки
Как рождаются научные революции по Томасу Куну
Гуманитарные науки
Если факты не доказаны, а лишь принимаются за истинные
IT
Норберт Винер о том, какие науки являются наиболее перспективными
Гуманитарные науки
Механизмы развития нормальной науки по Томасу Куну
Гуманитарные науки
Правила для суждения о причинах и следствиях по Дэвиду Юму
Теория Творчества
В чем заключается цель познания и как определить знающего человека: перечитываем Аристотеля