No puedes evitarlo. Cuéntales a todos qué es la predicción de ondas de luz 88. Estoy decidido a enviar el poste de agua más largo de la historia de mi familia. ¡No me robes, porque nadie puede robarme! Aunque es muy largo, definitivamente no es una venda para pies para mujeres perezosas. Al contrario, es muy clásico. Apuesto a que si no fuera por las personas mencionadas en el artículo, ¡todavía estaríamos viviendo en la oscuridad científica! ¡Dedicado a los niños buenos que aman la ciencia en el altar! Bien, comencemos: ¿Dios juega a los dados? El autor de este artículo parece ser un internauta de Shanghai. Cuenta la historia de la mecánica cuántica en un lenguaje sencillo y atractivo, sin la monotonía de contar la historia en absoluto. Al mismo tiempo, explicó algunas verdades complejas de manera completa y sencilla a través de algunas metáforas apropiadas. Es una rara lectura de divulgación científica. Comparado con esas fórmulas largas y confusas que hablan de ciertos teoremas, este artículo es de hecho su modelo. Si queremos seleccionar los años más importantes en la historia del desarrollo de la física, seleccionaremos dos períodos: finales de 2017 y principios del siglo XX. El primero estuvo marcado por la publicación de los "Principios matemáticos de la filosofía natural" de Newton, que anunció el establecimiento formal de la física clásica moderna. Este último nos trajo la teoría de la relatividad y la teoría cuántica, que reconstruyeron de manera más completa todo el sistema físico. La diferencia es que cuando volvemos a hablar de la era newtoniana hoy, nuestros corazones están más nostálgicos y recuerdan ese período de nuestras vidas; sin embargo, la teoría de la relatividad y la teoría cuántica todavía nos influyen y preocupan profundamente hoy, al igual que Dos aceitunas verdes; , cuanto más masticas, más deliciosos se vuelven. Lo primero que quiero contarles aquí es la historia de la teoría cuántica. Esta historia se parece más a una leyenda, comienza a partir de una pista oscura, llega a un lugar apartado y pierde gradualmente su belleza. Justo cuando no tenía idea, de repente, el mundo se abrió, como un río que fluye y gotea. Sin embargo, antes de que tuviéramos tiempo de ver el hermoso paisaje, de repente experimentamos altibajos, nos desviamos hacia las profundidades de las nubes blancas y no sabíamos adónde ir... La historia del desarrollo de la mecánica cuántica es una de las Los capítulos más apasionantes de la física. Veremos el edificio de física colapsar bajo la tormenta, pero renaceremos entre las furiosas llamas. Veremos las ideas más revolucionarias barriendo la tierra, trayendo relámpagos y truenos impactantes, pero al mismo tiempo, también muestran una belleza impactante. Veremos cómo la ciencia lucha entre espinas y pantanos, pero fortalece nuestra creencia en la victoria. La teoría cuántica es un rompecabezas complejo y difícil. Ella es como una chica misteriosa. La conocemos todos los días, pero nunca podemos adivinar su mundo interior. Hoy en día, casi todos los ámbitos de nuestra civilización moderna, desde las computadoras y la televisión hasta la energía nuclear y la biotecnología, se basan en la teoría cuántica. Pero ¿qué nos aporta la teoría cuántica? Esta pregunta todavía es difícil de responder. Desde la perspectiva de la filosofía natural, la teoría cuántica nos ha traído un impacto y una conmoción sin precedentes, e incluso ha cambiado los conceptos básicos de todo el mundo físico. Su concepto es tan revolucionario que incluso los científicos menos conservadores le temen inconscientemente. La prosperidad de la civilización moderna es la victoria de la razón, y la teoría cuántica es sin duda uno de los mayores logros de la razón. Pero se le ha dado tanto poder que, por primera vez en la historia, nuestra razón está sembrando semillas que pueden destruirse a sí misma en la victoria. Como resultado, Niels Bohr, uno de los fundadores de la teoría cuántica, dijo: "Si alguien no está confundido acerca de la teoría cuántica, es que no la comprende. Han pasado más de 10 años desde que se fundó la teoría cuántica, pero algunos de ellos". sus ideas básicas aún no están claras. Entonces, regresemos a esa gran época, revisemos nuevamente esa revolución épica, caminemos nuevamente entre las olas tormentosas y disfrutemos de esa sensación de vértigo. Nuestra lancha rápida está a punto de partir. Cuando te sientas asustado o en shock, agárrate a los lados. Pero siempre debemos recordar que en esa época, los mayores genios de la historia de la física también tomaron el mismo camino y sintieron exactamente lo mismo que nosotros. Capítulo 1: La Edad de Oro - Nuestra historia comienza en Alemania en 1998. Karlsruhe es una hermosa ciudad situada a orillas del río Rin. En el centro de la ciudad se encuentra el famoso palacio del siglo XVIII. Frondosos bosques y un clima cálido también hacen de esta localidad un destino turístico en Europa. Sin embargo, estos agradables paisajes no parecieron distraer a Heinrich Rudolf Hertz: ahora estaba absorto jugueteando con sus instrumentos en su laboratorio de la Universidad de Karlsruhe. En aquel momento, Hertz tenía sólo 30 años. Quizás no esperaba ser tan famoso en la historia de la ciencia como su maestro Hern von Helmholtz y estar tan orgulloso de esta ciudad como Karl Benz. Ahora su atención estaba enteramente en su dispositivo.

Hoy en día, el dispositivo de Hertz parece muy simple: su parte principal es un generador de chispas eléctricas con dos pequeñas bolas de cobre espaciadas muy juntas, como condensadores. Hertz miró fijamente las dos bolas de cobre opuestas y luego cerró el interruptor del circuito. De repente, la magia de la electricidad comenzó a manifestarse en este sencillo sistema: una corriente invisible pasó a través de la bobina de inducción del dispositivo y comenzó a cargar el condensador de bola de cobre. Hertz miró fríamente su dispositivo, imaginando mentalmente el voltaje aumentando a través de los dos condensadores. Después de estudiar la electricidad durante tanto tiempo, Hertz confiaba en sus conocimientos. Sabía que a medida que aumentaba el voltaje, el aire entre las dos bolas pronto se descompondría y entonces todo el sistema formaría un bucle de oscilación de alta frecuencia (bucle LC), pero esto no era lo que quería observar ahora. Efectivamente, después de un rato, con un ligero "pop", una hermosa flor eléctrica azul explotó entre las dos bolas de cobre y todo el sistema formó un circuito completo. Pequeños rayos de electricidad seguían girando en el aire, floreciendo con una tenue fluorescencia. Hertz estaba aún más nervioso. Se quedó mirando la cadena de chispas eléctricas y el aire a su lado, imaginando una imagen tras otra en su mente. No quería ver cómo el dispositivo podía crear un cortocircuito de chispa. El objetivo de su experimento era demostrar la existencia de "ondas electromagnéticas" ilusorias. ¿Qué es esto? No puedes verlo ni tocarlo. Antes de esto, nadie lo había visto y nadie había verificado su existencia. Sin embargo, Hertz creía firmemente en su existencia porque era una predicción de la teoría de Maxwell. La teoría de Maxwell... ¡oh, tan matemáticamente perfecta que es como un milagro! Como un poema escrito por Dios. Es difícil imaginar que una teoría así sea errónea. Hertz respiró hondo y volvió a sonreír: No importa cuán impecable sea la teoría, todavía se necesitan experimentos para verificarla. Se quedó allí un rato, pensando varias veces en ello, y finalmente determinó que su experimento era correcto: si Maxwell tenía razón, se debería generar un campo eléctrico oscilante entre las dos bolas de cobre y se desencadenaría una onda electromagnética en al mismo tiempo. Hertz se dio la vuelta. Al otro lado del laboratorio, hay un anillo de cobre abierto con una pequeña bola de cobre en cada abertura. Ese es el receptor de ondas electromagnéticas. Si la onda electromagnética de Maxwell realmente existe, pasará a través de esta habitación hasta el otro extremo y se inducirá una fuerza electromotriz oscilante en el receptor, que también estimulará una chispa eléctrica en la apertura del receptor. En el laboratorio, Hertz permanecía quieto, inmóvil, como si sus ojos vieran ondas electromagnéticas invisibles que viajaban por el espacio. El receptor con anillo de latón de repente pareció un poco extraño y Hertz no pudo evitar gritar. Puso su nariz frente al anillo de cobre y vio claramente que parecía haber débiles chispas flotando en el aire entre las dos bolas de cobre: ​​Hertz rápidamente corrió hacia la ventana y cerró todas las cortinas. Ahora está más claro: flores eléctricas de color azul claro florecen continuamente en los huecos del anillo de cobre, pero todo el anillo de cobre es un sistema aislado, sin baterías conectadas ni ninguna fuente de energía. Hertz observó durante un minuto completo. Esas chispas azules se veían tan hermosas en sus ojos. Finalmente, se frotó los ojos y se enderezó: Ahora no hay duda de que las ondas electromagnéticas realmente existen en el espacio. Son ellas las que estimulan la chispa eléctrica en el receptor. Obtuvo y resolvió con éxito el problema de concesión de premios planteado por la Academia Prusiana de Ciencias de Berlín hace ocho años. Al mismo tiempo, la teoría de Maxwell también logró la victoria y finalmente estableció un nuevo pico en la física: la teoría electromagnética. El gran Michael Faraday puso sus cimientos, el gran Maxwell construyó su cuerpo y hoy él, el gran Hertz, sella el edificio. Hertz movió cuidadosamente el receptor a diferentes lugares y el comportamiento de las ondas electromagnéticas no cumplió en absoluto con las predicciones teóricas. Hertz obtuvo la longitud de onda de la onda electromagnética basándose en datos experimentales y la multiplicó por la frecuencia de oscilación del circuito para calcular la velocidad de avance de la onda electromagnética. Este valor es exactamente igual a 300.000 kilómetros por segundo, que es la velocidad de la luz. La asombrosa predicción de Maxwell se ha confirmado: las ondas electromagnéticas no son nada misteriosas. La luz que vemos habitualmente es un tipo de onda electromagnética, pero su frecuencia está limitada a un cierto rango y podemos verla. Este es un descubrimiento sorprendente en todos los sentidos de la palabra. La óptica antigua finalmente puede ser adoptada plenamente por el electromagnetismo emergente, y la conclusión de que "la luz es un tipo de onda electromagnética" finalmente ha llegado a una conclusión aparentemente no concluyente sobre el tema debatido durante mucho tiempo sobre la naturaleza de la luz (pronto veremos esta guerra prolongada y maravillosa). Poco después, se llevaron a cabo experimentos de reflexión, difracción e interferencia de ondas electromagnéticas, lo que confirmó aún más la coherencia de las ondas electromagnéticas y las ondas de luz. Este es sin duda un logro importante de la teoría electromagnética. El nombre de Hertz podrá por fin grabarse en el salón de la fama de la historia de la ciencia. Sin embargo, como científico puramente serio, Hertz no se dio cuenta en ese momento de la enorme importancia comercial de su descubrimiento.