简介
开尔文讲解光的波动理论的讲演,示范十九世纪物理学如何用力学模型解释光。
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作品导读
这是开尔文面向听众的讲演,不是写给同行的论文。他要说明的是:光可以理解为某种介质中的波动,而这种理解能解释折射、色散、偏振等一系列现象。
讲演的方式很有特点——他反复借助可以想象的力学模型来说明抽象的振动:弹簧、摆、相互连接的小球。这是那一代英国物理学家的习惯,他们认为能造出力学模型才算真懂。讲演分多次进行,听众包括不少非专业人士,行文因此保留了口语的痕迹。
也正因如此,全文的背景是「以太」。十九世纪的波动说需要一种承载光波的介质,开尔文对它的性质反复推敲。这一整套设想后来被相对论废弃,读时要把它放回当时的处境去看。
对今天的读者来说,此文的价值不在结论而在过程:一个顶尖物理学家如何在证据不足处推想、如何承认困难、如何用比喻把难题讲给外行听。讲演体让这些都留在纸面上。
它与同卷亥姆霍兹、纽康两篇同属一类:让人看见科学论说的样子。这一卷在《哈佛百年经典》里是少见的以论文为主的一卷,编者的用意正在于此。
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波动说的源头在两百年前。惠更斯用几何作图解释光的波面传播,开尔文这篇讲的是同一条思路在十九世纪被推到了哪里——中间隔着与牛顿微粒说的长期争执。
关于作者
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第一代开尔文男爵威廉·汤姆森,即开尔文勋爵,在北爱尔兰出生的英国数学物理学家、工程师,也是热力学温标(绝对温标)的发明人,被称为热力学之父。他在格拉斯哥大学时与休·布来克本进行了密切的合作,研究了电学的数学分析、将第一和第二热力学定律公式化,和把各门新兴物理学科统一成现代形式。他因认识到了温度的下限(即绝对零度)而广为人知。
文:维基百科 CC BY-SA 4.0