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第11部分(第1/4 頁)

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矗�詞菇黿鎏盥�桓霾嘁恚╳ing),電子們也表示滿意。

所有的這一切,當然都是形象化和籠統的說法。實際情況要複雜得多,比如每一層樓的房間還因為設施的不同分成好幾個等級。越高越貴也不是一個普遍原則,比如六樓的一間總統套房就很可能比七樓的普通間貴上許多。但這都不是問題,關鍵在於,玻爾的電子軌道模型非常有說服力地解釋了原子的性質和行為,它的預言和實驗結果基本上吻合得絲絲入扣。在不到兩年的時間裡,玻爾理論便取得了輝煌的勝利,全世界的物理學家們都開始接受玻爾模型。甚至我們的那位頑固派——拒絕承認量子實際意義的普朗克——也開始重新審視自己當初那偉大的發現。

玻爾理論的成就是巨大的,而且非常地深入人心,他本人為此在1922年獲得了諾貝爾獎金。但是,這仍然不能解決它和舊體系之間的深刻矛盾。麥克斯韋的方程可不管玻爾軌道的成功與否,它仍然還是要說,一個電子圍繞著原子核運動,必定釋放出電磁輻射來。對此玻爾也感到深深的無奈,他還沒有這個能力去推翻整個經典電磁體系,用一句流行的話來說,“封建殘餘力量還很強大哪”。作為妥協,玻爾轉頭試圖將他的原子體系和麥氏理論調和起來,建立一種兩種理論之間的聯絡。他力圖向世人證明,兩種體系都是正確的,但都只在各自適用的範圍內才能成立。當我們的眼光從原子範圍逐漸擴大到平常的世界時,量子效應便逐漸消失,經典的電磁論得以再次取代h常數成為世界的主宰。在這個過程中,無論何時,兩種體系都存在著一個確定的對應狀態。這就是他在1918年發表的所謂“對應原理”。

對應原理本身具有著豐富的含義,直到今天還對我們有著借鑑意義。但是也無可否認,這種與經典體系“曖昧不清”的關係是玻爾理論的一個致命的先天不足。他引導的是一場不徹底的革命,雖然以革命者的面貌出現,卻最終還要依賴於傳統勢力的支援。玻爾的量子還只能靠著經典體系的力量行動,它的自我意識仍在深深沉睡之中而沒有甦醒。當然,儘管如此,它的成就已經令世人驚歎不已,可這並不能避免它即將在不久的未來,拖曳著長長的尾光墜落到地平線的另一邊去,成為一顆一閃而逝的流星。

當然了,這樣一個具有偉大意義的理論居然享壽如此之短,這隻說明一件事:科學在那段日子裡的前進步伐不是我們所能夠想象的。那是一段可遇不可求的歲月,理論物理的黃金年代。如今回首,只有皓月清風,伴隨大江東去。

*********飯後閒話:原子和星系

盧瑟福的模型一出世,便被稱為“行星模型”或者“太陽系模型”。這當然是一種形象化的叫法,但不可否認,原子這個極小的體系和太陽系這個極大的體系之間居然的確存在著許多相似之處。兩者都有一個核心,這個核心佔據著微不足道的體積(相對整個體系來說),卻集中了99%以上的質量和角動量。人們不禁要聯想,難道原子本身是一個“小宇宙”?或者,我們的宇宙,是由千千萬萬個“小宇宙”所組成的,而它反過來又和千千萬萬個別的宇宙組成更大的“宇宙”?這令人想起威廉•布萊克(William Blake)那首著名的小詩:

To see a world in a grain of sand。 *從一粒沙看見世界And a heaven in a wild flower *從一朵花知道天宸Hold infinity in the palm of your hand *用一隻手把握無限And eternity in an hour *用一剎那留住永恆

我們是不是可以“從一粒沙看見世界”呢?原子和太陽系的類比不能給我們太多的啟迪,因為行星之間的實際距離相對電子來說,可要遠的多了(當然是從比例上講)。但是,最近有科學家提出,宇宙的確在不同的尺度上,有著驚人的重複性結構。比如原子和銀河系的類比,原子和中子星的類比,它們都在各個方面——比如半徑、週期、振動等——展現出了十分相似的地方。如果你把一個原子放大10^17倍,它所表現出來的性質就和一個白矮星差不多。如果放大10^30倍,據信,那就相當於一個銀河系。當然,相當於並不是說完全等於,我的意思是,如果原子體系放大10^30倍,它的各種力學和結構常數就非常接近於我們觀測到的銀河系。還有人提出,原子應該在高能情況下類比於同樣在高能情況下的太陽系。也就是說,原子必須處在非常高的激發態

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