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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

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——量子论的产生

上回说到卢瑟福和他的助手们造出原子捣碎机,一步步地向原子内部进军。这卢瑟福是个伟大的实验物理学家,在他的面前没有解决不了的难题。他特别强调实验,他喜欢引用波义耳的一句话:真正的科学就是旨在应用的知识。他还嘲笑一些人整天坐在书斋里,只凭书本上的现成公式来研究科学,说这是一种危险的消遣。有一次甚至说那些理论物理学家们的气焰未免太高了,现在是该我们实验物理学家让他们冷静的时候了。他这些话也未免有点儿偏颇。其实一门科学的进步,理论和实验是不可缺少的左右腿,它们总是一前一后交替前进,哪能再分高低呢?而卢瑟福在原子实验方面积累了许多事实之后,他万没有想到现在真的需要那些曾被他挖苦过的理论物理学家们来帮忙了。

这事还得从头说起。到19世纪末叶之时,经典物理学大厦经过了从牛顿到麦克斯韦这些大师们的精心设计和建造,真可谓尽善尽美了。大自然中的物理现象也都能用经典理论解释得清清楚楚。可是好景不长,也真怪物理学家们无事生非,不知谁先想出了一个题目,要是一块全黑的物体,它是怎样吸收外来的热量又怎样放出热量的呢?比如一块铁吧,我们可以把它看成近似的黑体,给它加热,它开始吸收热能,铁块会先呈暗红,而黄而白,发出耀眼的光线。这就叫“黑体辐射”。按经典理论,热的辐射和吸收是一个完全连续的过程,就像管子里流出来的一股水,光和辐射热是一种电磁波。这条连续性原理是经典物理学的一块基石。可是那些无事生非的物理学家们终于给自己找来了麻烦,他们用这种理论来解释黑体辐射,无论如何也不能使辐射能量和辐射光谱统一起来。所以,当时代步入20世纪第一个年头时,物理学界的老前辈威廉·汤姆逊在新年祝词中一面庆贺物理学的新胜利,一面又忧心地提到,天空又出现了两朵乌云,这便是其中之一。