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第五十九回 晴空里飘来一朵乌云 死水上吹起一阵清风(第2页)

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能量子=h×频率

h后来被称作普朗克常数,是:

0。0000000000000000000000000066……

这真是小到极点,它表示我们把每一块物质看成一些跳动的粒子时,这个跳动是多么微弱。但是不要忘了,就是这么个小数字却决定着原子弹那威力无比的爆炸。

但是,普朗克这个新理论实在是太革命了。物理学会虽然请他做了报告,可是没有一人相信这个新观念,连普朗克本人也觉得最好能把新旧理论统一起来。他虽然勇敢地提出了新观念,但就如儿子对一个专横暴戾的父亲,忍无可忍而大骂了一声,而这一声刚出口,他就立即受到一种伦理上的自责。在后来一段时间,普朗克总在寻找更好的办法把新观念纳入旧理论,就像牛顿后来用科学来证明上帝一样,一个新理论在诞生之初经常会表现得惴惴不安,未敢立即脱离它的母体。

但是,正当普朗克孤立无援而且自己也有四年时间裹足不前时,瑞士专利局的一个小职员发表了一个重大的声明,带着增援部队杀上阵来。

这个人就是当时还未出名的爱因斯坦(1879—1955年)。他提出一个光电效应理论,比普朗克还要大胆。普朗克说物质是一份一份地吸收或放出能量,爱因斯坦说还不止于此,每个能量子在脱出物质之后必定以某种方式表现为像一个粒子,一个光粒子,即我们现在说的光子。实验证明在光电效应中,当光的亮度,即光的量增大时,电子的速度却不能增大。这用麦克斯韦的经典电磁理论无法解释,而爱因斯坦的新理论立即来拯救这又一个新的“紫外灾变”了。光子像子弹,射在金属上的子弹越多,撞出的电子数越多,但并不能增加它的速度。要想增加电子的飞出速度,就得改用重子弹,加强碰撞力——这就是提高频率。好了,这一下天衣无缝地证明了我们上面提到的普朗克公式:能量子=h×频率。

这对普朗克真是在关键时刻最关键的支持,爱因斯坦因此获得1921年的诺贝尔奖。当然,普朗克也获得了1920年的诺贝尔奖。他在一次演说中谦虚地说:“如果一个矿工发现了一座金矿。那是因为地下本来就有金子。我不去发现量子原理,也总有人会去发现它的。”物理学到一定阶段总要推出自己的代表人物的。

再说在风雨中艰难挣扎的量子论有爱因斯坦这个大将振臂一呼,总算举起了一杆义旗,陆陆续续也有人加入了这个队伍。于是物理学家能斯特(1864—1941年)便想召开一个专门会议,检阅一下量子论的队伍以振奋士气。他找到了实业家兼业余科学家索尔维,请他出钱赞助。这个索尔维是比利时人,他因为发明了新的制碱法成了百万富翁。这年他已七十多岁,正考虑死后这笔财产怎么处理,何不学诺贝尔,也来资助一下科学发展呢?于是他欣然答应赞助。两人与普朗克商量后,立即向十八位有影响的物理学家发出了会议通知。而这个通知本身就很有学术价值,幸亏它还被原封保存了下来。

我们现在的物质分子运动所依据的那些基本原理,似乎正处在革命性的变革之中。一方面,这个理论一以贯之地发展,导致一个其有效性同一切实验发现相抵触的辐射公式,而到现在为止还没有任何人提出过异议;另一方面,从这理论导出的某些有关比热的公式又被大量测量数据彻底推翻。

像普朗克和爱因斯坦所特别提出的那样,只要对电子和原子在其平衡位置附近的振动做某些限制(能量子理论),这些矛盾便立即消失;但是这个概念离迄今所应用的那些运动方程是那么远,以致如果接受了它,就势必要对我们现有的种种基本观点来一番大的改造……

1911年10月30日,当时世界上这一领域内最优秀的十八名领袖齐聚布鲁塞尔的大都会饭店。但是德高望重的瑞利未能到会,他送来一封短信,对量子论表示反对。琼斯和彭加勒两个大人物也表示反对。不过,临散会时彭加勒已经背叛了经典原理而加入这支义军。还有卢瑟福、居里夫人等五位实验物理学家,他们对这个很玄的理论问题原来也不怎么关心,所以持中立立场,其余十一位科学家表示赞成。

十一年过去了,这支新军从一人发展到十二人,虽还不算壮大,却也稍成气候了。

各位读者,我们前面谈到的科学发现的闯将和功臣瑞利、卢瑟福、居里夫人这些大人物,这时却反对起新人物、新理论。这一点儿也不奇怪,一个人的认识不可能永远超前,尤其是随年龄增长更会有一种思维的惰性,我们不可能要求一个人永远独领**。

会议的主力当然是普朗克和爱因斯坦了。过去他们只是通信,互表支持,现在为了共同关心的理论相见于会议桌旁,倍感亲切。普朗克说:“我应该首先表示对您的感谢。是您在我最困难的时候对我和这一幼弱的理论给予了极关键的支持,并且阐述得比我自己更深刻,更完善。”

“不,您这一发现才是真正的伟大惊人之举,可以预见它将成为20世纪整个物理学研究的基础,分子、原子以及它们变化的能量过程的理论都离不开这一理论的支持,可惜现在人们还不能充分意识到这一点。”

“是的,今天我们一共才邀集了十八个人,而且意见还不尽一致。我想再过一年,最多两年,我们将会看到,经典理论中现已显现出来的那个裂缝将不断扩大,那时目前还置身于这个问题之外的人将统统会卷进来。”

“我相信,用不了两年,这次会议之后就会出现一个量子热的。”

“不过爱因斯坦先生,您的聪明智慧胜过我十倍,为什么您不全力以赴在这个理论上再做贡献呢?”

爱因斯坦幽默地捋了一下他的短胡子说:“可惜上帝给我的精力有限,而他又给物理学的晴空里送来两朵乌云。我现被那另一朵乌云罩住正脱不得身呢。”

爱因斯坦说的另一朵乌云是什么?且听下回分解。

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