【图21-1】量子化的原子模型
正因为电子跃迁是量子化的,它吐纳能量也是量子化的,所以,它的角动量是量子化的,轨道也就只能是量子化的了。于是它无法连续失去能量,也就不能坠毁了。上帝啊,宇宙就这样得救了!
1913年3月6日,玻尔把修改了无数遍的第一篇论文寄给了卢瑟福,论文题目是《论原子和分子的结构》。
虽然,这个新理论很自然地融合了经典力学,但这次,开明的卢瑟福还是被玻尔搞晕了:一方面,玻尔漂亮地解决了卢瑟福原子模型的电子自主坠亡问题,潇洒地拯救了世界。卢瑟福很欣慰;另一方面,玻尔拯救世界的招数违反了经典物理的根本法则,世界的连续性、物理过程的连续性被无情践踏。卢瑟福很忧郁。
我们的世界一直是连续的,现在,被玻尔搞得很分裂。就说这个电子跃迁吧:
电子在轨道上运行一个周期——说白了就是转一圈,就完成了一次震荡。电子每秒沿轨道转多少圈,就是它的振荡频率。按照牛爷、麦爷的理论,电子按照自己的振荡频率释放能量,是很自然的事情。在各个轨道上,电子的频率是不同的,那么,它在跃迁时,频率变化是如何“过渡”的?玻尔体系表示,电子从一个频率变到另一个频率,没有“过渡”,没有中间环节!
好吧,为了世界和平,卢瑟福连这一点也忍了。但另一个问题实在是忍无可忍,不吐不快。他问玻尔:电子怎么知道它要去哪层?
这实在是一个很严重的问题,也是一个不得不说的问题。从波尔的理论看,电子在跃迁之前,应该是未雨绸缪,事先打算好了它要去哪一层。不信你看,拿到相同能量、同样住6楼的电子,它有可能跃到3楼,放出红外线;也有可能跃到2楼,放出可见光;还有可能跃到1楼,放出紫外线。
它凭什么决定放出多少能量?是什么因素“让”它跃到哪层楼?答不出来?难道电子也像银屏玉女一样很随便吗?在所有条件都相同的情况下,会出现不同的结果?!
这对一个骄傲的物理学家来说,简直就是侮辱!
玻尔被问得很尴尬。目前,他的确答不上来。
不过,让玻尔感到更恐怖的,并不是物理卢老师的提问,而是语文卢老师对这篇作文的批语:你写得太长了,应该改改,删一些。
玻尔吓傻了。他知道自己作文超烂,所以寄给卢老师前,已经修改无数遍了,两口子都累坏了,现在卢老师说太长了,还要改……玻尔一咬牙一跺脚,那就改吧!
卢老师欣慰地打开玻尔寄来的修改稿,读起来确实比上一稿好多了,不过狗血的是,论文更长了!如果不是见多识广,恐怕卢老师的一口老血会毁了这篇新稿。
新稿刚到卢瑟福手中,玻尔随后就出现在卢瑟福面前。多亏卢瑟福头脑清醒,否则会以为,玻尔是搭这封信的邮车来的。
波尔说我来曼彻斯特是度假的。卢瑟福差点就信了。
同志们很快就发现,玻尔其实是来折磨卢老师的。连续几天几夜,玻尔都坚持不懈地跟卢瑟福讨论这篇论文,从理论细节到章法结构,从逻辑推导到语法修辞……一个循循善诱,一个苦口婆心,卢老师“显示了天使般的耐心”,而玻尔则魔鬼般地死缠烂打,寸步不让。结果是,口拙的玻尔战胜了健谈的卢瑟福。论文一字没改,卢瑟福筋疲力尽,无条件投降,同意推荐发表。有意思的是,后来,玻尔承认,卢老师的建议其实是对的。
谁说玻尔口才不好?我们以后会发现,这小子的辩才简直就是无坚不摧!你没崩溃过,那是因为你没跟玻尔辩论过。
随后,玻尔的另外两篇论文:《单原子核体系》、《多原子核体系》分别于9月、11月发表在《哲学杂志》上,也是几乎一字未改。这三篇论文,就是名震量子物理史的、伟大的“三部曲”。
一个崭新的时代就此拉开帷幕。
鬼神莫测的原子结构,奇幻精巧的原子光谱……厚厚的神秘面纱,被这个年轻人一手揭开,世界的基础——原子,面貌焕然一新,真正属于微观世界的理论宣告诞生!
旧体系的基因,虽然仍在它的血液中涌动,但量子灵魂的注入,仍然令旧世界惊疑不已。
让旧世界黯然神伤的,不仅在于它的叛逆,更在于它的力量。量子所到之处,你拒无可拒,逃无可逃。在此起彼伏的反对声中,在浩浩荡荡的白眼乜斜下,大量的实验数据纷纷送来噩耗:它是对的!
人们从厌恶、怀疑到惊惧,又从激愤、叹服到嘉许。
玻尔“三部曲”一时间游转攀旋,响彻物理江湖,悬在头顶的恼人乌云被震得仓皇四散。年轻的玻尔一举成为原子物理的领军人物,救世主的圣光在哥本哈根上空若隐若现,似有似无,抓挠得全世界物理学子心荡神移,几不自持。
然而,正当物理学界上下深入学习贯彻“三部曲”精神,量子和经典理论安定团结,能量辐射一片光明,原子核和电子共建和谐美丽原子世界之时,更多问题接踵而至,破坏了墨迹未干的灿烂篇章和乳臭未干的大好局面,形势急转直下,已臻化尽的乌云又迅速聚拢,块头居然比以前更大,刚刚建立的新理论与旧体系一起,顶着乌云,交换着黯然销魂的眼神,顾影自怜地追忆往日种种……
残垣断壁掩夕阳,孤影长,正神伤,一个冒失鬼从瓦砾间轰然而起,直刺云天,纵声长啸:让暴风雨来得更猛烈些吧!
高尔基欣喜地循声望去。
对不起。我不是海燕。我是量子。
============================
多谢诸亲力挺!
晚安
^3^