這可能是科學史上著名的打臉案例——光本質鬥爭中的光速打臉時刻

2021-01-09 蘇格拉有頂

科學的發展史上有很多的打臉案例,而且越著名的人,「打臉」時刻越容易被人記住。之前的文章中我們有分享到愛因斯坦在和波爾的辯論中,引入相對論對量子力學進行攻擊,但是結果被波爾使用相對論反證出量子力學的不確定性原理,殺傷力巨大,使得愛因斯坦鎩羽而歸。

波爾和愛因斯坦

而說到科學史上最有名的「打臉」時刻,恐怕非一個人模式,他就是——泊松。

故事背景

這個事情發生在「波粒二象性」的鬥爭時期。在那個時候,光是波還是粒子的討論來到了白熱化地步,而光波動說雖然被粒子派發對,但基本一直佔據著主流陣營。這個時候,兩個重要人物登場了,他們分別是支持波動說的菲涅耳和支持粒子說的泊松。

彼時,菲涅耳還只是一個名不見經傳的學者,而泊松已經是名揚天下的大物理學家了。而在1818年,法國科學院搞了個徵文競賽,有一個課題就是關於光的衍射問題,仿佛冥冥中上天註定一般,菲涅耳參加了這個競賽,並提交了他的論文,而泊松作為大物理學家,自然而然成為了這個競賽的評委,菲涅耳的論文就到了泊松的手裡。

泊松

故事開始

泊松這個人是十分厲害的,相關成就十分突出,在數學和物理學方面都有驚人的造詣。菲涅耳是波動說的支持者,他熟讀了惠更斯的著作《光論》,又結合了幹涉的原理,用新的定量形式建立了惠更斯--菲涅耳原理,完善了光的衍射理論。

這篇論文就到了評委會的手裡,作為評委之一的泊松一看,這個小夥子很是膽大啊,居然敢用波動說來解釋衍射問題?難道他不知道這已經有很多人失敗了嗎?泊松認為,唯有粒子說才是正確的道路,這個菲涅耳路都選錯了,註定是失敗的。

但是菲涅耳的論文似乎很有道理的樣子,邏輯嚴謹,有理有據,不過可惜的是,泊松作為一個擁有驚人數學才能的人,還是找出了菲涅耳論文的漏洞!

論文漏洞

泊松根據菲涅耳的理論得出,如果在光源和幕布之間放置一塊不透明的圓板,由於光在圓板邊緣的衍射,在離圓板一定距離的幕布上,那塊圓板的陰影中央應當出現一個亮斑!

這個實在是太荒謬了,你想想,你擋住了光,當然會有影子了。你現在告訴我影子中間會有一個地方是亮的?這不是扯淡嗎?誰見過影子中間還會亮的?

泊松心中微微一笑,看來波動說還是偽科學啊,註定粒子說一統江湖!於是他就將這個巨大的漏洞抖了出來,霎時間菲涅耳臉色慘白。難道自己的理論真的是錯的嗎?難道光真的不是一種波動嗎?難道...一時間,菲涅耳陷入到了自我懷疑之中。

菲涅耳

泊松亮斑

失望落魄的菲涅耳仔細算了一遍泊松的推導,果然絲毫不差,看來自己的理論是真的錯了。然而命運總是喜歡打臉,一臉厭世的菲涅耳和評委中另一位波動說支持者按照泊松的推導組建了一個簡單的實驗裝置,根據泊松的推導當場進行了實驗。

當菲涅耳非常絕望地看向幕布,當泊松非常得意地看向菲涅耳時,令人震驚的一幕出現了!在那個影子的中心,有一個亮點在那裡特別刺眼!一個晃瞎所有人的亮斑出現在了影子的中間!

菲涅耳愣住了,泊松也愣住了。泊松萬萬沒有想到,自己推導出來的亮斑還真特麼存在!菲涅耳萬萬沒想到,這一記反擊的大招居然完美支持了自己的理論!

後世為了紀念這個亮斑,把它命名為「泊松亮斑」,不知道泊松是怎麼想的......畢竟這個亮斑雖然是自己計算出來的,但是自己當時的本意是想說明它根本不存在啊!這個名字似乎是在有意無意地提醒自己的「打臉」時刻。

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