上帝擲骰子嗎 網路作家

第8部分 (第3/4頁)

月27日，關於物體慣性和能量的關係，這是狹義相對論的進一步說明，並且在其中提出了著名的質能方程e=mc2。

單單這一年的工作，便至少配得上3個諾貝爾獎。相對論的意義是否是諾貝爾獎所能評價的，還難說得很。而這一切也不過是在專利局的辦公室裡，一個人用紙和筆完成的而已。

的確很難想象，這樣的奇蹟還會不會再次發生，因為實在是太過於不可思議了。在科學高度細化的今天，已經無法想象，一個人能夠在如此短時間內作出如此巨大的貢獻。100年前的龐加萊已經被稱為數學界的“最後一位全才”，而愛因斯坦的相對論，也可能是最後一個富有個人英雄主義傳奇色彩的理論了吧？這是我們的幸運，還是不幸呢？

三

上次說到，愛因斯坦提出了光量子的假說，用來解釋光電效應中無法用電磁理論說通的現象。

然而，光量子的概念卻讓別的科學家們感到非常地不理解。光的問題不是已經被定性了嗎？難道光不是已經被包括在麥克斯韋理論之內，作為電磁波的一種被清楚地描述了嗎？這個光量子又是怎麼一回事情呢？

事實上，光量子是一個非常大膽的假設，它是在直接地向經典物理體系挑戰。愛因斯坦本人也意識到這一點，在他看來，這可是他最有叛逆性的一篇論文了。在寫給好友哈比希特（c。habicht）的信中，愛因斯坦描述了他劃時代的四篇論文，只有在光量子上，他才用了“非常革命”的字眼，而甚至相對論都沒有這樣的描述。

光量子和傳統的電磁波動圖象顯得格格不入，它其實就是昔日微粒說的一種翻版，假設光是離散的，由一個個小的基本單位所組成的。自托馬斯？楊的時代又已經過去了一百年，冥冥中天道迴圈，當年被打倒在地的霸主以反叛的姿態再次登上舞臺，向已經佔據了王位的波動說展開挑戰。這兩個命中註定的對手終於要進行一場最後的決戰，從而領悟到各自存在的終極意義：如果沒有了你，我獨自站在這裡，又是為了什麼。

不過，光量子的處境和當年起義的波動一樣，是非常困難和不為人所接受的。波動如今所佔據的地位，甚至要遠遠超過100年前籠罩在牛頓光環下的微粒王朝。波動的王位，是由麥克斯韋欽點，而又有整個電磁王國作為同盟的。這場決戰，從一開始就不再侷限於光的領地之內，而是整個電磁譜的性質問題。而我們很快將要看到，十幾年以後，戰爭將被擴大，整個物理世界都將被捲入進去，從而形成一場名副其實的世界大戰。

當時，對於光量子的態度，連愛因斯坦本人都是非常謹慎的，更不用說那些可敬的老派科學紳士們了。一方面，這和經典的電磁圖象不相容；另一方面，當時關於光電效應的實驗沒有一個能夠非常明確地證實光量子的正確性。微粒的這次絕地反擊，一直要到1915年才真正引起人們的注意，而起因也是非常諷刺的：美國人密立根（r。a。millikan）想用實驗來證實光量子圖象是錯誤的，但是多次反覆實驗之後，他卻啼笑皆非地發現，自己已經在很大的程度上證實了愛因斯坦方程的正確性。實驗資料相當有說服力地展示，在所有的情況下，光電現象都表現出量子化特徵，而不是相反。

如果說密立根的實驗只是微粒革命軍的一次反圍剿成功，其意義還不足以說服所有的物理學家的話，那麼1923年，康普頓（a。h。pton）則帶領這支軍隊取得了一場決定性的勝利，把他們所潛藏著的驚人力量展現得一覽無餘。經此一役後，再也沒有人懷疑，起來對抗經典波動帝國的，原來是一支實力不相上下的正規軍。

這次戰役的戰場是x射線的地域。康普頓在研究x射線被自由電子散射的時候，發現一個奇怪的現象：散射出來的x射線分成兩個部分，一部分和原來的入射射線波長相同，而另一部分卻比原來的射線波長要長，具體的大小和散射角存在著函式關係。

如果運用通常的波動理論，散射應該不會改變入射光的波長才對。但是怎麼解釋多出來的那一部分波長變長的射線呢？康普頓苦苦思索，試圖從經典理論中尋找答案，卻撞得頭破血流。終於有一天，他作了一個破釜沉舟的決定，引入光量子的假設，把x射線看作能量為hν的光子束的集合。這個假定馬上讓他看到了曙光，眼前豁然開朗：那一部分波長變長的射線是因為光子和電子碰撞所引起的。光子像普通的小球那樣，不僅帶有能量，還具有衝量，當它和電子相撞，便將自己的能量交換一部分給電子。這樣一來光子的能量下降，根據公式e=hν，