พวกเราส่วนใหญ่อาจจำได้ว่าได้ยินเกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนในโรงเรียนมัธยม เมื่อเราได้รับการสอนว่าละอองเรณูจะแกว่งไปมาในน้ำเนื่องจากการกระทบกันของโมเลกุลที่มองไม่เห็นหลายล้านตัว แต่มีกี่คนที่รู้เกี่ยวกับงาน เกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน ซึ่งทำให้ และคนอื่นๆ สามารถพิสูจน์ความเป็นจริงทางกายภาพของโมเลกุลและอะตอมได้ การวิเคราะห์ของไอน์สไตน์ถูกนำเสนอ
ในสิ่งพิมพ์
หลายชุด รวมทั้งวิทยานิพนธ์ระดับปริญญา เอกของเขาที่เริ่มต้นในปี 1905 ด้วยบทความในวารสารทฤษฎีของไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนทำให้นักทดลองมีโอกาสพิสูจน์ว่าโมเลกุลมีอยู่จริงได้อย่างไร แม้ว่าตัวโมเลกุลเองจะเล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้โดยตรงก็ตาม
การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนเป็นหนึ่งในสามของความก้าวหน้าพื้นฐานที่ไอน์สไตน์สร้างขึ้นในปี 1905อื่นๆ คือทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและแนวคิดเกี่ยวกับควอนตัมแสง จากผลงานที่ยอดเยี่ยมทั้งสามชิ้นนี้ การวิเคราะห์การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนของไอน์สไตน์ยังคงเป็นที่รู้จักกันดีน้อยที่สุด
แต่ส่วนนี้ของมรดกทางวิทยาศาสตร์ของไอน์สไตน์เป็นกุญแจสู่การปฏิวัติที่มีความสำคัญเทียบเท่ากับทฤษฎีสัมพัทธภาพหรือฟิสิกส์ควอนตัมเป็นอย่างน้อย หนึ่งศตวรรษต่อมา การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนยังคงมีความสำคัญนับไม่ถ้วนในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ตั้งแต่ฟิสิกส์จนถึงชีววิทยาไปจนถึงสิ่งมหัศจรรย์
ล่าสุดของนาโนเทคโนโลยี สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในสถิติการอ้างอิง ซึ่งแสดงว่าเอกสารของไอน์สไตน์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนได้รับการอ้างถึงหลายครั้งมากกว่าสิ่งพิมพ์ของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษหรือโฟโตอิเล็กทริก เรื่องราวของการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนกินเวลาเกือบสองศตวรรษ
รากเหง้าที่ไม่น่าเป็นไปได้มาจากความคลั่งไคล้ทางวิทยาศาสตร์ที่แผ่ขยายไปทั่วยุโรปตะวันตกในช่วงต้นทศวรรษ 1800 และมันเริ่มต้นขึ้นอย่างน่าประหลาดใจ ไม่ใช่กับนักฟิสิกส์ แต่กับนักพฤกษศาสตร์
พฤกษศาสตร์ของบราวน์ ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ชาวยุโรปหลงใหลพฤกษศาสตร์
ในอังกฤษ
ความสนใจนี้ได้รับแรงกระตุ้นจากการสำรวจไปยังมุมต่างๆ ของอาณาจักรที่กำลังเติบโต โดยเฉพาะอย่างยิ่งออสเตรเลียหรือ “นิวฮอลแลนด์” ที่เป็นที่รู้จักในเวลานั้น คนกลุ่มแรกๆ ที่นำฟันพฤกษศาสตร์เข้าสู่นิว ฮอลแลนด์คือโรเบิร์ต บราวน์ ซึ่งเติบโตมาจากการปลูกพฤกษศาสตร์บนเนินเขาของสกอตแลนด์
หลังจากสำเร็จการศึกษาด้านการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระและช่วงสั้น ๆ ในกองทัพ ในระหว่างนั้นเขาใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการล่าตัวอย่างทั่วไอร์แลนด์ บราวน์ได้รับตำแหน่งนักพฤกษศาสตร์ประจำเรือในภารกิจสำรวจที่ออสเตรเลียในปี 1801 เสี่ยงต่อการถูกโจมตีจากนโปเลียน บราวน์ใช้เวลาสี่ปี
แต่บราวน์สนใจมากกว่าการรวบรวมและจัดรายการสายพันธุ์ต่างๆ – เขายังเป็นผู้บุกเบิกพฤกษศาสตร์ในฐานะการสอบสวนทางวิทยาศาสตร์อีกด้วย แท้จริงแล้ว เขาได้รับเครดิตจากคำอธิบายที่ชัดเจนครั้งแรกเกี่ยวกับนิวเคลียสของเซลล์ และนั่นคือบราวน์เองที่ชาร์ลส์ ดาร์วินมาขอคำแนะนำก่อน
ที่จะออก
เดินทางในสายสืบในปี 1831 อันที่จริง ความคลั่งไคล้ทางพฤกษศาสตร์ซึ่งบราวน์มีส่วนสำคัญได้วางไว้ รากฐานที่สำคัญสำหรับทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน แน่นอนว่าบราวน์เป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นักฟิสิกส์เกี่ยวกับปรากฏการณ์การเคลื่อนที่แบบบราวเนียน ในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2370 เขาเริ่มทำการสังเกต
ด้วยกล้องจุลทรรศน์ของสารแขวนลอยของธัญพืชที่ปล่อยออกมาจากถุงละอองเรณูที่นำมาจากพริมโรสชนิดหนึ่งที่เรียกว่าคลาร์เกียพัลเชลลา สิ่งที่บราวน์เห็นทำให้เขาประหลาดใจ เมล็ดพืชเล็กๆ ที่ลอยอยู่ในน้ำดูเหมือนจะเคลื่อนไหวตลอดเวลา เต้นระบำอย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยและวุ่นวาย การเคลื่อนไหวนี้
ไม่เคยดูเหมือนจะช้าลงหรือหยุดลง ยิ่งไปกว่านั้น ตามที่ตรวจสอบแล้ว ไม่ได้เกิดจากอิทธิพลภายนอก เช่น แสงหรืออุณหภูมิ นอกจากนี้ เขายังรีบตัดความคิดแรกของเขาออกไปอย่างรวดเร็ว นั่นคือเมล็ดพืชนั้นมีชีวิตด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง โดยการตรวจเมล็ดพืชจากแร่ธาตุอนินทรีย์ บราวน์ได้แสดงให้เห็นว่า
ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม การเต้นไม่หยุดหย่อนนี้ไม่ใช่ชีววิทยาแต่อย่างใด มันคือฟิสิกส์ ความอยากรู้อยากเห็นและความขัดแย้ง: การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนและทฤษฎีจลนพลศาสตร์ เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ความสำคัญของการสังเกตของบราวน์แทบไม่ได้รับการชื่นชมเลย นักวิทยาศาสตร์บางคนกลับมา
ที่ปรากฏการณ์นี้เป็นครั้งคราว แต่มันถูกมองว่าเป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็น เมื่อเข้าใจถึงปัญหาแล้ว สิ่งนี้ค่อนข้างน่าเสียดาย เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนเป็นหนทางในการประนีประนอมความขัดแย้งระหว่างสองสิ่งที่มีส่วนร่วมมากที่สุดในฟิสิกส์ในเวลานั้น นั่นคือ เทอร์โมไดนามิกส์
และทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของก๊าซ กฎของอุณหพลศาสตร์เป็นหนึ่งในความสำเร็จสูงสุดของฟิสิกส์ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 สามารถเข้าใจพฤติกรรมทางวัตถุได้หลากหลายผ่านสิ่งเหล่านี้ โดยไม่คำนึงถึงทฤษฎีเฉพาะของสสาร เพียงในแง่ของแนวคิดเรื่องพลังงานและเอนโทรปี แต่นักวิทยาศาสตร์หลายคน
ไม่พอใจกับภาพง่ายๆ นี้ และไม่ได้ต้องการเพียงแค่ข้อความ แต่ต้องการคำอธิบายเกี่ยวกับกฎหมาย
หัวหน้ากลุ่มเหล่านี้คือ ซึ่งสร้างขึ้นจากแนวคิดในศตวรรษที่ 18 ที่ว่าสสาร เช่น ปริมาตรของก๊าซประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กจำนวนมาก พวกเขาแสดงให้เห็นว่าผลการทดลองหลายอย่างของอุณหพลศาสตร์
สามารถอธิบายได้โดยการคำนวณค่าเฉลี่ยหรือพฤติกรรมทางสถิติของกลุ่มอนุภาคดังกล่าว ในสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีจลนพลศาสตร์ แต่ทฤษฎีของแมกซ์เวลล์และโบลต์ซมันน์ทำให้ความขัดแย้งระหว่างอุณหพลศาสตร์และกลศาสตร์นิวตันมีความคมชัดมากขึ้นเท่านั้น กุญแจสำคัญของทฤษฎีจลนศาสตร์
แนะนำ ufaslot888g