Многочисленные наблюдения и опыты свидетельствуют, что вещество и электромагнитное поле могут находиться в тепловом равновесии при любой температуре: многие тела имеют постоянную температуру, все время обмениваясь энергией с окружающим их электромагнитным полем.
Однако именно этот «простой» факт теплового равновесия между веществом и полем классическая физика объяснить не могла!
Расчеты, выполненные в рамках классической физики, с неизбежностью приводили к странному выводу: тепловое равновесие между веществом и излучением возможно только при абсолютном нуле температуры. Другими словами, согласно классической физике, в процессе установления теплового равновесия электромагнитное поле должно «выкачать» из вещества всю его внутреннюю энергию без остатка.
В чем же заключалась причина такого разительного несоответствия классической физики и опыта?
Как мы увидим ниже, основной причиной этого было представление о том, что электромагнитное поле непрерывно. Но такое представление о поле казалось тогда физикам «абсолютно очевидным» - ведь оно, по существу, и отличало поле от вещества, имеющего дискретную структуру, то есть состоящего из отдельных частиц.
Чтобы уяснить, почему представление о непрерывном поле с неизбежностью приводило к требованию «предельного охлаждения» вещества и поля в процессе установления теплового равновесия между ними, рассмотрим сначала следующий мысленный эксперимент.