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第二十七章 相对论和量子论(2)
8)显然明白,他的quot;原子模型quot;尚不完善,是不完整的初级形式,因为它的quot;基本思想与经典电动力学理论那些久经考验的,备受赞美的原理相冲突quot;。正如M.克莱因所发现的,1910年至1913年间,像M.普朗克和;光量子说完全不能解释光的干涉和衍射现象quot;(1970)。玻尔本人在1913年的一次演说中说,原子释放的是纯辐射而不是光量子。从1913年到大约1920年,玻尔一直尝试着把经典的光的波动理论与原子辐射理论协调起来,最终建立了他所谓的quot;对应原理quot;。但A.索未菲1922年在他的颇有影响的论文《原子结构和光谱线》中,对应原理唯一使他惊奇的是,quot;保留了那么多的波动理论,甚至在绝对是量子特性的光谱过程中也是如此quot;(p.254)。索未菲最后说,quot;现代物理学目前正面临着不可调和的矛盾。quot;(p.56)玻尔本人甚至提议抛弃他所说的quot;所谓的光量子假说quot;。对这个激动人心的年代进行探讨不仅看到在企图建立一个与原子模型有关的,令人满意的光谱学量子论过程中产生了多么大的混乱,而且还表明将革命的新观念同经典物理学结合起来是多么困难。索末菲(1922,254)指出,现代物理学必须勇敢地承认新与旧之间的矛盾,应当quot;坦率地承认它们的非相容性quot;,.泡利对这个观点极为赞同。

    玻尔理论符合科学革命的全部检验标准。例如,1929年卢瑟福在一封发表于《自然科学》杂志的信中宣称,quot;玻尔教授大胆地运用量子论解释光谱的产生quot;,构成了一场革命,他说玻尔的理论是quot;普朗克假说的直接发展,对物理学具有深刻的革命意义quot;,1969年,J.考克罗夫特爵士指出,玻尔把quot;经典力学和量子论结合起来描述电子轨道的运动quot;是一次伟大的发展,它quot;促使原子理论革命化quot;。同笛卡尔革命一样,玻尔革命并没有持续多久。正如当年笛卡尔的工作后来得到了扬弃和发展,玻尔理论的某些基本内容合并到另一场革命,量子力学革命中去。在量子革命过程中,玻尔革命可以被视为第一阶段。

    通向量子力学:伟大的量子革命

    1926年,爱因斯坦的光量子概念获得了quot;光子quot;的称谓。光子一词是美国物理化学家G.N.刘易斯建立的,但他用来描述与光电子略有不同的概念。尽管刘易斯原来的概念早已被抛弃了,但光子却迅速成为物理学中的一个标准词汇(见斯图威尔1975,325)。可是,20年代中期的光子概念与爱因斯坦原来的光量子不同,它还包括某种特殊的性质,其中最重要的就是动量,这一点爱因斯坦最初并未考虑,但他确实在1916年引进了动量(P=;辐射量子带有方向性的动量和能量quot;(斯图威尔leqs,232)。L.斯图威尔回顾了这项工作的历史,他指出康普顿的动机与十年前的密立根不同,不是检验爱因斯坦的预言。斯图威尔还发现,A.索未菲在lop年10月9日写给康普顿的贺信中,首次使用了quot;康普顿效应quot;这一术语。索未菲还透露,康普顿的结果是头一年夏天他与爱因斯坦quot;讨论的主要问题quot;。

    尽管康普顿的结果最初也引起了一些争论,但人们(如海森伯)很快就认识到,康普顿效应不仅是辐射量子论的转折点,而且是全部物理学的转折点。康普顿很早就意识到自己工作的革命性。1923年,康普顿在美国科学促进协会所作的演讲(这篇演讲于1924年发表于《富兰克林研究所杂志》上)中坦称,他的发现quot;使我们关于电磁波传播过程的概念,发生了革命性
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