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第三节
回望历史

尽管听起来令人心乱目眩,但是我们也要看到,任何理论的产生都不会是无源之水、无本之木,其发生和发展都有其内在的脉络可循。好在量子力学的形成也就是近100多年的事情,我们可以跟随前人和当代众多科普作家的介绍,前去领略欣赏一番物理学发展史上这一段辉煌灿烂的风光,在一些历史事件和名人记录中了解一下其发生的来龙去脉。虽然我们不是业内人士,作为外行,前去瞧瞧热闹也是蛮有趣味的。都说“内行看门道,外行看热闹”,不过热闹看多了,自己再琢磨琢磨,说不定也会看出点别人没有看出的门道来。就像英国著名哲学家贝克莱所说的那样:“……可是我并非没有一线希望,因为我想到,看得最远的眼界并不总是最明白的,而且近视的人虽然不得不把对象移近一些,可是他在精密地、仔细地观察之后,或者会看到眼力很强的人所看不见的东西。”再者,正如前面首段所引述的那样,对于量子力学的理论,又有谁敢说自己是真正的内行呢?大家都不过是雾里看花,水中望月,有如管窥蠡测甚至盲人摸象一般,只是科学家们是近水楼台先得月,我们是遥望远眺,听人传话罢了。

按照一些科普读物的说法,一般把量子力学的诞生时间定在1900年12月14日,以普朗克在柏林德国物理学会宣读一篇题为《论正常光谱能量分布定律》的科学论文的日期作为起点。这也是一个耐人寻味的节点。相对论和量子力学作为20世纪最伟大的两大物理学分支,它们都诞生于世纪之交的前后。量子力学在19世纪即将收尾之时就已经揭开新时代的一幕,这或许可以提示人们这样一个道理:所谓新理论、新时代,都不过是基于旧理论、旧时代基础上产生出来或成为其延续。所有的新理论再离奇古怪,也离不开孕育它的传统的土壤。莱布尼茨曾经指出:“任何事物都不是一下完成的,这是一条基本准则,而且是一条得到了证实的准则:自然决不做飞跃……这条规律,称为连续律。”他还指出:“当前始终孕育着未来,任何现存的状态只能由直接先于该状态之状态来进行自然的解释。”虽然这段关于连续律的论述会被有关量子力学的读物作为反面观点进行介绍,但是如果结合哲学中量变导致质变的理论去理解,这样的说法在整体、宏观方面还是可以成立的。

当中规中矩、恪守传统的物理学家普朗克小心翼翼地提出能量的量子化假设,以试图解决黑体辐射中的“紫外灾难”时,虽然他无意中揭开了一个崭新时代的序幕,但他并没有真正把握这个学说的深层灵魂,而只是把这个假设当作一种解决问题的方便工具。在此后的多年中,他都秉持这样的想法,并一直试图寻求用经典物理学的理论给予合理阐释。他慎重地提醒大家,除非万不得已,尽量不要使用这种假设。或许由于传统观念的影响足够强大,或者是新理论太过奇异超前,在随后的几年中,科学界对这种假说也确实反应冷淡,应者寥寥。可以说能量量子化的假设犹如一个不受人待见的早产儿,在它被提出以后基本就被大家有意无意地无视或者忽略了。

直到1905年,当时还是瑞士伯尔尼专利局一位名不见经传的小职员的爱因斯坦根据普朗克的假设,提出光电效应现象的一种解释,正式提出光量子概念。他在普朗克能量的发射和吸收均是以量子化形式假设的基础上,进一步提出光本身是由一份份的粒子组成,每个粒子携带的能量也是一份份的。同年,爱因斯坦还发表了另外4篇重量级的文章,每一篇文章都有非凡的重要意义,标志着人类对于客观世界的认识进入一个崭新的时代。从此以后,短短几十年里,物理界的江湖堪称人才辈出,成就斐然,风云激荡,传奇不断。各路英雄纷纷登场,大展宏图,各种崭新的观点、奇特的思想喷涌而出,建立于其上的新科技、新武器也应运而生,不仅深刻改变了现实世界的政治格局和秩序,也极大改善了人们的物质生活水平,同时还颠覆了包括众多科学家在内的许多人精神世界的观点和信念,演奏出一幕幕摄人心魄、响彻寰宇的大型交响乐,余音至今而未息,成为后人无限景仰、回味无穷的科学盛筵。 l+49zNR5dze5yKTnaFfunDniWi8Ez2iHNFDlz60e8XABCOTs3zYaSIUAM1g2K7n/

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