數理化通俗演義

第六十回 晴空裏飄來一朵烏雲死水上吹起一陣清風——量子論的產生

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上回說到盧瑟福和他的助手們造出原子搗碎機,一步步地向原子內部進軍。這盧瑟福是個偉大的實驗物理學家,在他的麵前沒有解決不了的難題。他特別強調實驗,他喜歡引用波義耳的一句話:真正的科學就是旨在應用的知識。他還嘲笑一些人整天坐在書齋裏,隻憑書本上的現成公式來研究科學,說這是一種危險的消遣。有一次甚至說那些理論物理學家們的氣焰未免太高了,現在是該我們實驗物理學家讓他們冷靜的時候了。他這些話也未免有點兒偏頗。其實一門科學的進步,理論和實驗是不可缺少的左右腿,它們總是一前一後交替前進,哪能再分高低呢?而盧瑟福在原子實驗方麵積累了許多事實之後,他萬萬沒有想到現在真的需要那些曾被他挖苦過的理論物理學家們來幫忙了。

各位讀者,說到這裏讓我們回想一下本書前麵曾敘述過的一個實驗。按照亞裏士多德的說法,物體下落時肯定是重物比輕物的速度快。伽利略不信,1590年他站在斜塔上把一個大球和一個小球同時往下一丟,結果同時落地。他在同守舊分子的辯論中用了一個很好的推理:如果把兩個球綁在一起,下落速度可能有兩個,一是比大球快,因為兩球比一球重;二是兩球的平均速度,小球慢,當然要扯大球的後腿。顯然這兩個結論是矛盾的,但是它們都是根據同一個亞裏士多德的原理啊!於是伽利略大膽地喊了一聲:亞裏士多德錯了,隻有我的實驗才是對的。

現在經典物理學也遇到這個問題,根據同一原理怎麽在一個黑體輻射問題上得出了兩個相矛盾的結論呢?物理學家們驚呼晴朗的天空出現了一朵烏雲(請讀者注意以後還會出現一朵)。現在也該有一個不知名的新人物出來,如伽利略那樣大喊一聲:經典理論錯了!並且拿出自己正確的解釋。