第11部分
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卻沒有辦法,因為樓下都住滿了人,沒法搬走。叫苦不迭的他們把泡利那蠻橫的規定稱作“不相容原理”。
但是,這一措施的確能夠更好地幫助人們理解“化學社會”的一些基本行為準則。比如說,喜歡合群的電子們總是試圖讓一層樓的每個房間都住滿房客。我們設想一座“鈉大廈”
,在它的三樓,只有一位孤零零的房客住在3001房。而在相鄰的“氯大廈”的三樓,則正好只有一間空房沒人入主(3122)。出於電子對熱鬧的嚮往,鈉大廈的那位孤獨者順理成章地決定搬遷到氯大廈中去填滿那個空白的房間,而他也受到了那裡房客們的熱烈歡迎。
這一舉動也促成了兩座大廈的聯誼,形成了一個“食鹽社群”。而在某些高層大廈裡,由於空房間太多,沒法找到足夠的孤獨者來填滿一層樓,那麼,即使僅僅填滿一個側翼(wing),電子們也表示滿意。
所有的這一切,當然都是形象化和籠統的說法。實際情況要複雜得多,比如每一層樓的房間還因為設施的不同分成好幾個等級。越高越貴也不是一個普遍原則,比如六樓的一間總統套房就很可能比七樓的普通間貴上許多。但這都不是問題,關鍵在於,玻爾的電子軌道模型非常有說服力地解釋了原子的性質和行為,它的預言和實驗結果基本上吻合得絲絲入扣。在不到兩年的時間裡,玻爾理論便取得了輝煌的勝利,全世界的物理學家們都開始接受玻爾模型。甚至我們的那位頑固派——拒絕承認量子實際意義的普朗克——也開始重新審視自己當初那偉大的發現。
玻爾理論的成就是巨大的,而且非常地深入人心,他本人為此在1922年獲得了諾貝爾獎金。但是,這仍然不能解決它和舊體系之間的深刻矛盾。麥克斯韋的方程可不管玻爾軌道的成功與否,它仍然還是要說,一個電子圍繞著原子核運動,必定釋放出電磁輻射來。對此玻爾也感到深深的無奈,他還沒有這個能力去推翻整個經典電磁體系,用一句流行的話來說,“封建殘餘力量還很強大哪”。作為妥協,玻爾轉頭試圖將他的原子體系和麥氏理論調和起來,建立一種兩種理論之間的聯絡。他力圖向世人證明,兩種體系都是正確的,但都只在各自適用的範圍內才能成立。當我們的眼光從原子範圍逐漸擴大到平常的世界時,量子效應便逐漸消失,經典的電磁論得以再次取代h常數成為世界的主宰。在這個過程中,無論何時,兩種體系都存在著一個確定的對應狀態。這就是他在1918年發表的所謂“對應原理”。
對應原理本身具有著豐富的含義,直到今天還對我們有著借鑑意義。但是也無可否認,這種與經典體系“曖昧不清”的關係是玻爾理論的一個致命的先天不足。他引導的是一場不徹底的革命,雖然以革命者的面貌出現,卻最終還要依賴於傳統勢力的支援。玻爾的量子還只能靠著經典體系的力量行動,它的自我意識仍在深深沉睡之中而沒有甦醒。當然,儘管如此,它的成就已經令世人驚歎不已,可這並不能避免它即將在不久的未來,拖曳著長長的尾光墜落到地平線的另一邊去,成為一顆一閃而逝的流星。
當然了,這樣一個具有偉大意義的理論居然享壽如此之短,這隻說明一件事:科學在那段日子裡的前進步伐不是我們所能夠想象的。那是一段可遇不可求的歲月,理論物理的黃金年代。如今回首,只有皓月清風,伴隨大江東去。
飯後閒話:原子和星系
盧瑟福的模型一出世,便被稱為“行星模型”或者“太陽系模型”。這當然是一種形象化的叫法,但不可否認,原子這個極小的體系和太陽系這個極大的體系之間居然的確存在著許多相似之處。兩者都有一個核心,這個核心佔據著微不足道的體積(相對整個體系來說),卻集中了99%以上的質量和角動量。人們不禁要聯想,難道
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