黑体辐射和紫外灾难

人们普遍认为经典黑体辐射理论导致的紫外灾难是量子力学的起源之一。例如，在其著名的《物理学讲义》中，费曼就曾指出：“正如经典理论不能正确地描述气体比热一样，经典理论也绝对不可能正确地描述从黑体发出的光的分布。许多物理学家从种种不同的观点反复推敲这个推导过程，都找不到出路……瑞利定律是经典物理的预言，而它显然是荒谬的。”

然而，对物理学发展史上的这个重要问题、同时也是人类最重要的科学革命之一的起源问题所做的这一论断，未必正确。瑞利定律，也被称为紫外灾难，并非经典力学的结果，而是基于一个未被证明的统计假设、即把能均分定理直接推广到自由度无限大的系统，所做出的。的确，在最近一项由厦门大学复杂系统研究组与意大利因苏布里亚大学非线性与复杂系统研究中心合作开展的研究中发现，摒弃任何假设，完全从经典牛顿运动方程和麦克斯韦电磁理论出发，所得到的黑体辐射分布绝非荒谬；正相反，其结果与已被实验所证实了的斯忒藩-玻尔兹曼定律一致。因此，有必要在此背景下重新审视和理解经典物理与量子力学之间的关系。

该研究以“Classical Physics and Blackbody Radiation”为题于2022年3月31日发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters, 2022; DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.134101）。该工作由国家自然科学基金资助（批准号12075198；12047501）。

全文链接：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.134101