上次說到，開爾文在世紀之初提到了物理學裏的兩朵“小烏雲”。其中第一朵是指邁克爾遜－莫雷實驗令人驚奇的結果，第二朵則是人們在黑體輻射的研究中所遇到的困境。
請諸位做個深呼吸，因為我們的故事終於就要進入正軌。歸根到底，這一切的一切，原來都要從那令人困惑的“黑體”開始。
大家都知道，一個物體之所以看上去是白色的，那是因為它反射所有頻率的光波；反之，如果看上去是黑色的，那是因為它吸收了所有頻率的光波的緣故。物理上定義的“黑體”，指的是那些可以吸收全部外來輻射的物體，比如一個空心的球體，內壁塗上吸收輻射的塗料，外壁上開一個小孔。那麼，因為從小孔射進球體的光線無法反射出來，這個小孔看上去就是絕對黑色的，即是我們定義的“黑體”。
19世紀末，人們開始對黑體模型的熱輻射問題發生了興趣。其實，很早的時候，人們就已經注意到對於不同的物體，熱和輻射頻率似乎有一定的對應關聯。比如說金屬，有過生活經驗的人都知道，要是我們把一塊鐵放在火上加熱，那麼到了一定溫度的時候，它會變得暗紅起來（其實在這之前有不可見的紅外線輻射），溫度再高些，它會變得橙黃，到了極度高溫的時候，如果能想辦法不讓它汽化了，我們可以看到鐵塊將呈現藍白色。也就是說，物體的輻射能量、頻率和溫度之間有著一定的函數關係（在天文學裏，有“紅巨星”和“藍巨星”，前者呈暗紅色，溫度較低，通常屬於老年恒星；而後者的溫度極高，是年輕恒星的典範）。
問題是，物體的輻射能量和溫度究竟有著怎樣的函數關係呢？
最初對於黑體輻射的研究是基於經典熱力學的基礎之上的，而許多著名的科學家在此之前也已經做了許多基礎工作。美國人蘭利（Samuel Pierpont Langley）發明的熱輻射計是一個最好的測量工具，配合羅蘭凹麵光柵，可以得到相當精確的熱輻射能量分布曲線。“黑體輻射”這個概念則是由偉大的基爾霍夫提出，並由斯特藩（Jof Stefan）加以總結和研究的。到了19世紀80年代，玻爾茲曼建立了他的熱力學理論，種種跡象也表明，這是黑體輻射研究的一個強大理論武器。總而言之，這一切就是當威廉·維恩（Wilhelm Wien）準備從理論上推導黑體輻射公式的時候，物理界在這一課題上的一些基本背景。
維恩於1864年1月13日出生於東普魯士，是當地一個農場主的兒子。在海德堡、哥廷根和柏林大學度過了他的學習生涯並取得博士學位之後，維恩先是回到故鄉，繼承父業，一本正經地管理起了家庭農場。眼看他從此注定要成為下一代農場主，1890年的一份offer改變了他和整個熱力學的命運。德國帝國技術研究所（Physikalisch Teische Reistalt，PTR）邀請他加入作為赫爾姆霍茲的助手，擔任赫爾姆霍茲實驗室的主要研究員。考慮到當時的經濟危機，維恩接受了這個合同。就是在柏林的這個實驗室裏，他準備一展自己在理論和實驗物理方麵的天賦，徹底地解決黑體輻射這個問題。
維恩從經典熱力學的思想出發，假設黑體輻射是由一些服從麥克斯韋速率分布的分子發射出來的，然後通過精密的演繹，他終於在1894年提出了他的輻射能量分布定律公式：
其中ρ表示能量分布的函數，λ是波長，T是絕對溫度，a,b是常數。當然，這裏隻是給大家看一看這個公式的樣子，對數學和物理沒有研究的朋友們大可以看過就算，不用理會它具體的意思。
這就是著名的維恩分布公式。很快，另一位德國物理學家帕邢（F.Pas）在蘭利的基礎上對各種固體的熱輻射進行了測量，結果很好地符合了維恩的公式，這使得維恩取得了初步勝利。
然而，維恩卻麵臨著一個基本的難題：他的出發點似乎和公認的現實格格不入，換句話說，他的分子假設使得經典物理學家們十分地不舒服。因為輻射是電磁波，而大家已經都知道，電磁波是一種波動。用經典粒子的方法去分析，似乎讓人感到隱隱地有些不對勁，有一種南轅北轍的味道。
果然，維恩在帝國技術研究所（PTR）的同事很快就做出了另外一個實驗。盧梅爾（Otto Richard Lummer）和普林舍姆（Ernst Pringsheim）於1899年報告，當把黑體加熱到1000多K的高溫時，測到的短波長範圍內的曲線和維恩公式符合得很好，但在長波方麵，實驗和理論出現了偏差。很快，PTR的另兩位成員魯本斯（Heinrich Rubens）和庫爾班（Ferdinand Kurlbaum）擴大了波長的測量範圍，再次肯定了這個偏差，並得出結論：能量密度在長波範圍內應該和絕對溫度成正比，而不是維恩所預言的那樣，當波長趨向無窮大時，能量密度和溫度無關。在19世紀的最末幾年，PTR這個由西門子和赫爾姆霍茲所創辦的機構似乎成為了熱力學領域內最引人矚目的地方，這裏的這群理論與實驗物理學家，似乎正在揭開一個物理內最大的秘密。
維恩定律在長波內的失效引起了英國物理學家瑞利（還記得上次我們閑話裏的那位苦苦探究氮氣重量，並最終發現了惰性氣體的爵士嗎？）的注意，他試圖修改公式以適應ρ和T在高溫長波下成正比這一實驗結論。瑞利的做法是拋棄玻爾茲曼的分子運動假設，簡單地從經典的麥克斯韋理論出發，最終他得出了自己的公式。