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第15部分(第2/4 页)

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通过研究发现,能量的交换是以跳跃的方式进行的,大小与能量值hv有关,这里的h是普朗克首次引入的自然界的普遍恒量。正如T.S.库恩所指出的,普朗克在1900年仅仅作了这样的假定:能够以频率v振动的振荡体(有形体,而非以太振动)的总能量可能是由一组与它们的频率成正比的单元能量子的集合。与后来的光量子概念相比,这个假定是非常克制的。而光量子概念则指出,光是有一个个具有确定性质的分立实体组成的,每一个实体(即光量子)具有的能量为hv。

我们很容易理解普朗克为什么没有,哪怕是设想进一步做出更为实质性的假设:光是由分立的粒子或能量小球“组成的”。首先,这样的假设对他的黑体辐射公式来说并不必要;其次,也是更重要的,它与19世纪建立的最为完善的物理学分支之———光学有着不可调和的矛盾和冲突。由麦克斯韦,赫兹以及其他人建立起来的光学理论表明,光(和各种电磁辐射)是一种波动现象,在空间传播过程中始终振荡着,显然这与所谓的分立粒子的概念是绝对不相容的。事实上,当爱因斯坦五年后公布他的光量子假说时,它本身就包含着概念上的困难。因为按照这个假说,光量子的能量取决于光的频率,光的频率又是通过测定波长换算的,而测定波长必须使用“干涉”技术,而这恰恰是几十年前波动光学理论赖以建立的实验基础。

普朗克后来谈到他大胆建立能量子概念时说,这是“孤注一掷的行动”(佩斯1982,370)。按照佩斯的说法,他的推理“是疯狂的”,但这种“疯狂却是神圣的”,“只有最伟大的划时代的人物才能把这种神圣的疯狂引人科学”。这种精神使他做出“第一次伟大的观念上的突破”,把我们这个时代的物理学与全部经典物理学区分开来;这种精神把一个非常保守的思想家“改造成一个有些犹豫不决的革命者”。尽管普朗克通常被描绘成一个违背自己意愿,被迫迈出通向量子论关键性一步的物理学家,但他在许多场合下却流露出对爱因斯坦和他自己工作所体现出的革命性的由衷称赞。他对爱因斯坦相对论极尽赞美之辞(见霍尔顿1981,14),他在一次谈话中说:“这种新的思维方式……远远高于理论科学研究,甚至知识论研究所取得的任何成就”。对普朗克来说,“相对论引发的一场物理学观念的革命,在深度与广度上只有哥白尼体系引发的天文学革命可与之相比”。普朗克在诺贝尔奖授奖仪式上所作的讲演中说,“要么作用量子是一个虚构的量,辐射定律的全部推导也是虚构的,不过是空洞而毫无意义的算术游戏;要么辐射定律的推导是以正确的物理概念为基础”。他解释说,如果是后者,那么作用量子将“在物理学中起根本性的作用”。原因是,它“是一种崭新的,前所未闻的事物,它要求从根本上修改我们自从牛顿和莱布尼兹在一切因果关系的连续性基础上,创立了微积分以来的全部物理学概念”。在这篇演讲中,谨慎的普朗克在谈自己的工作时,没有明确使用“革命”术语。爱因斯坦充分认识到普朗克在开创全新的物理学过程中的地位和贡献。1918年,爱因斯坦推荐普朗克作为诺贝尔奖候选人,以表彰他“奠定了量子论的基础,丰富了全部物理学,这在近年来表现得尤为明显”(佩斯1982,371)。

M.玻恩在皇家学院为普朗克写的悼词中,描述了1900至1905年整个知识界的疾风暴雨之势。玻恩“毫不怀疑”普朗克有关“作用量子的发现”,是“堪与伽利略和牛顿,法拉第和麦克斯韦开创的科学革命相媲美”的一件大事。他在早些时候曾写道,“量子理论可以追溯到1900)年,那一年,普朗克宣布了他的能量子或量子这一革命性概念”(196,l)。他宣称,这件大事“对科学的发展是决定性的”,因此,“它通常被视为经典物理学和现代或量子物理学的分水岭”。但玻恩(1948,169;171)提醒我们说,不要轻率地接受所谓“普遍承认”的观点,即“普朗克做出伟大发现的1900年,标志着物理学新纪元的真正到来”,因为“在新世纪的最初几年,几乎什么事情也没有发生过”。玻恩又说,“当时正是我作学生的时候,我记得在课堂上很少提及普朗克的观点。即使偶尔提到了,也是作为一个理所当然应当被抛弃的‘昙花一现的假说’。”玻恩特别强调爱因斯坦的两篇论文(分别写于1905和1907)的重要性。可是,尽管玻恩宣称1900年后“普朗克已转入别的研究领域”,但他“绝没有忘掉他的量子”。1906年普朗克所写的一篇关于热辐射的论文表现了这一点,这篇论文“巧妙地展示

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