Старые идеи уступают новым таким образом, что носители старого умирают, а новое поколение воспитывается в новых идеях, воспринимая их как нечто само собой разумеющееся.
Макс Планк
14 декабря 1900 года Макс Планк, гуляя со своим сыном, сообщил ему, что, возможно, совершил открытие столь же важное, как в свое время Исаак Ньютон. В этот же день он выступил на заседании немецкого Физического сообщества, где представил формулу излучения абсолютно черного тела.
В физике абсолютно черным телом (АЧТ) называют тело, которое поглощает все падающее на него излучение. Концепция была введена Густавом Кирхгофом в 1862 году. Если абсолютно черное тело находится в термодинамическом равновесии с окружающей средой, оно не только поглощает излучение, но и излучает само.
В истории физики изучение теплового излучения имело решающее значение. Именно оно привело к возникновению теории квантов. Ранее ни одна из существующих теорий не могла объяснить получаемые экспериментальные результаты по излучению абсолютно черного тела. Закон об излучении черного тела должен был открыть важнейшие физические взаимосвязи, и поиском такого закона Планк целенаправленно занимался. Все свои силы ученый положил на то, чтобы сделать теоретический расчет излучения.
Полученная Планком формула позволяла правильно рассчитать кривые излучения, но для этого ему пришлось допустить, что испускающие лучи атомы отдают энергию не сплошным потоком, а маленькими неделимыми порциями, которые ученый назвал "квантами энергии". Ученый выдвинул физическую постоянную (h) для описания закона распределения энергии в спектре абсолютно черного тела, позже получившую название постоянной Планка — это основная константа квантовой теории, которая связывает величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой.
В начале XX века работа Планка о спектре нагретого тела стала первым аргументом против использования классической физики для описания микромира. Новая теория радикально расходилась с тогдашними представлениями о природе электромагнитных волн: все волновые процессы считались абсолютно непрерывными. Назрела необходимость в новой физике. Фактически открытие Планка можно считать рождением новой, квантовой теории. Планк перевернул физику и определил направление ее развития на весь XX век и дальше. Сам же ученый писал, что и не помышлял о создании новой науки, а лишь хотел подробнее исследовать излучение абсолютно черного тела, но его работы дали неожиданный результат: выдвинув свою гипотезу о квантовой природе излучения, Планк позднее убедился в ее подлинности, и пути назад уже не было.
Квантовая физика позволила узнать многое о прошлом Вселенной, по-новому взглянуть на периодическую таблицу химических элементов Менделеева, объяснить строение материи на микроуровне, создать все современные приборы электроники и т.д. — квантовая теория кардинально изменила наше мировоззрение и представление о мире, включив в него неопределенность и удивительные парадоксы.
Автор фото: George Grantham Bain / Memory.loc.gov
