能量量子概念的異端提出
人們知道,當(dāng)物體受熱,但溫度還不是太高時(shí)能量子物理學(xué)家,它只能發(fā)射出人眼看不見的熱射線,這種熱射線被稱為紅外線;當(dāng)溫度升到一定高度時(shí),就會(huì)發(fā)出紅光,也就是物體變紅;當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí),物體就會(huì)發(fā)亮,發(fā)出強(qiáng)烈的白光,也就是大量發(fā)出波長(zhǎng)比紅光短的光;當(dāng)溫度更高時(shí),就會(huì)大量發(fā)出藍(lán)光。在對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行精確的實(shí)驗(yàn)觀察和理論研究中,物理學(xué)家普朗克在1900年提出了一個(gè)大膽的假說:物體在產(chǎn)生和吸收輻射時(shí),能量并不是連續(xù)變化的,而是以一定的整數(shù)倍數(shù)跳躍式地變化的。也就是說能量子物理學(xué)家,在發(fā)射或吸收輻射的過程中,能量并不是無限可分的,而是有一個(gè)最小單位的。普朗克把這種不可分割的能量單位稱為“能量子”或“量子”,也就是普朗克常數(shù)。 這一大膽的理論遲遲沒有得到認(rèn)可,直到1918年普朗克才獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
能量的變化是不連續(xù)的,這不僅是對(duì)經(jīng)典物理理論的異端,也是常識(shí)所不能接受的。物理學(xué)界對(duì)量子理論出現(xiàn)的最初反應(yīng)是極其冷淡的。人們只承認(rèn)普朗克與實(shí)驗(yàn)一致的經(jīng)驗(yàn)輻射公式,卻不承認(rèn)他的理論量子假說。在當(dāng)時(shí)的情況下,就連普朗克本人也對(duì)他的冒昧之舉感到不安網(wǎng)校頭條,甚至一有機(jī)會(huì)就想退回到經(jīng)典立場(chǎng)。用他的話來說,這是“完全絕望的舉動(dòng)”,“因?yàn)檫@個(gè)問題對(duì)當(dāng)時(shí)的物理學(xué)具有根本性的重要意義”,“必須不惜一切代價(jià)找到理論解釋”。