上帝擲骰子嗎 網路作家

第8部分 (第1/4頁)

這一切大師作品的創作者，這個攀上天才頂峰的人物，便是我們這位伯爾尼專利局裡的小公務員。

還是讓我們言歸正傳，1905年3月18日，愛因斯坦在《物理學紀事》（annalenderphysik）雜誌上發表了一篇論文，題目叫做《關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點》（aheuristicinterpretationoftheradiationandtransformationoflight），作

為1905年一系列奇蹟的一個開始。這篇文章是愛因斯坦有生以來發表的第六篇正式論文（

第一篇是1901年發表的關於毛細現象的東東，用他自己的話來說，“毫無價值”），而這篇論文將給他帶來一個諾貝爾獎，也開創了屬於量子論的一個新時代。

愛因斯坦是從普朗克的量子假設那裡出發的。大家都還記得，普朗克假設，黑體在吸收和發射能量的時候，不是連續的，而是要分成“一份一份”，有一個基本的能量單位在那裡。這個單位，他就稱作“量子”，其大小則由普朗克常數h來描述。如果我們從普朗克的方程出發，我們很容易推導一個特定輻射頻率的“量子”究竟包含了多少能量，最後的公式是簡單明瞭的：

e=hν

其中e是能量，h是普朗克常數，ν是頻率。哪怕小學生也可以利用這個簡單的公式來做一些計算。比如對於頻率為10的15次方的輻射，對應的量子能量是多少呢？那麼就簡單地把10^15乘以h=6。6×10^…34，算出結果等於6。6×10^…19焦耳。這個數值很小，所以我們平時都不會覺察到非連續性的存在。

愛因斯坦閱讀了普朗克的那些早已被大部分權威和他本人冷落到角落裡去的論文，量子化的思想深深地打動了他。憑著一種深刻的直覺，他感到，對於光來說，量子化也是一種必然的選擇。雖然有天神一般的麥克斯韋理論高高在上，但愛因斯坦叛逆一切，並沒有為之而止步不前。相反，他倒是認為麥氏的理論只能對於一種平均情況有效，而對於瞬間能量的發射、吸收等等問題，麥克斯韋是和實驗相矛盾的。從光電效應中已經可以看出端倪來。

讓我們再重溫一下光電效應和電磁理論的不協調之處：電磁理論認為，光作為一種波動，它的強度代表了它的能量，增強光的強度應該能夠打擊出更高能量的電子。但實驗表明，增加光的強度只能打擊出更多數量的電子，而不能增加電子的能量。要打擊出更高能量的電子，則必須提高照射光線的頻率。

提高頻率，提高頻率。愛因斯坦突然靈光一閃，e=hν，提高頻率，不正是提高單個量子的能量嗎？更高能量的量子能夠打擊出更高能量的電子，而提高光的強度，只是增加量子的數量罷了，所以相應的結果是打擊出更多數量的電子。一切在突然之間，顯得順理成章起來。

愛因斯坦寫道：“……根據這種假設，從一點所發出的光線在不斷擴大的空間中的傳播時，它的能量不是連續分佈的，而是由一些數目有限的，侷限於空間中某個地點的“能量子”（energyquanta）所組成的。這些能量子是不可分割的，它們只能整份地被吸收或發射。”

組成光的能量的這種最小的基本單位，愛因斯坦後來把它們叫做“光量子”（lightquanta）。一直到了1926年，美國物理學家劉易斯（g。n。lewis）才把它換成了今天常用的名詞，叫做“光子”（photon）。

從光量子的角度出發，一切變得非常簡明易懂了。頻率更高的光線，比如紫外光，它的單個量子要比頻率低的光線含有更高的能量（e=hν），因此當它的量子作用到金屬表面的時候，就能夠激發出擁有更多動能的電子來。而量子的能量和光線的強度沒有關係，強光只不過包含了更多數量的光量子而已，所以能夠激發出更多數量的電子來。但是對於低頻光來說，它的每一個量子都不足以激發出電子，那麼，含有再多的光量子也無濟於事。

我們把光電效應想象成一場有著高昂入場費的拍賣。每個量子是一個顧客，它所攜帶的能量相當於一個人擁有的資金。要進入拍賣現場，每個人必須先繳納一定數量的入場費，而在會場內，一個人只能買一件物品。

一個光量子打擊到金屬表面的時候，如果它帶的錢足夠（能量足夠高），它便有資格進入拍賣現場（能夠打擊出電子來）。至於它能夠買到多好的物品（激發出多高能量的電子）

，那要取決於