玻尔模型与“非连续描述”的思想

更新于 2026年10月12日 版权声明
六、玻尔模型与“非连续描述”的思想

当我们把目光转向光学的时候,这种光荣感必然稍稍减退:他们不得不谈论和幽灵相去不远的光谱,而光本身是波还是微粒实体则更是困扰了物理学达几个世纪之久。一直到19世纪后半期,物理学家们才有机会庆贺波对于微粒的巨大胜利,那时候,由麦克斯韦方程组导出的光传播方程成功地给出了光速。但是这种全盛局面没有维持到四分之一世纪,就被一系列与之有关的实验所粉碎:黑体拒绝以和麦克斯韦理论相一致的方式辐射;阴极射线以明白无误的方式表现了它的粒子性;关于原子结构的十多年的探索,最终导致了玻尔模型,我们已经提到过,根据这一模型,电子将在定态之间作“跳跃”——Jamp,没有错,物理学家可不喜欢这个粗俗的字眼儿,可是没有办法,他们找不到别的字表达这种奇怪的概念。

尽管玻尔模型必须建立在这种奇怪的概念之上,尽管它置麦克斯韦于不顾,这个模型仍旧很快地成为谈论的中心。物理学家的态度,可以由下面几段近乎戏剧性的引文中看出:

在玻尔发表其模型前的几个星期,他的恩师卢瑟福(Ernest Rutherford,1871—1937)勋爵写信给他,坦率地指出了他对模型弱点的看法:“在我看来,您的假说中有一个严重困难,我毫不怀疑,您也充分意识到了这种困难;那就是,当一个电子从一个定态转入另一定态时,它将怎样决定以什么频率振动呢?在我看来,您似乎不得不假定电子事先就知道它将在什么地方停下来。”

在玻尔模型发表两个月时,在英国科学促进会伯明翰会议上,“曾经对阐明辐射问题有如此决定性贡献的伟大的老前辈”瑞利(John William Strutt Rayleigh,1842—1919)勋爵在被问及他对物理学最近发展的看法时回答说:“我在年轻的时候很强烈地保持过许多看法,其中一种看法就是,一个过了六十岁的人不应该对摩登的见解表示他自己的看法。虽然我必须承认,今天我的看法不再那么强烈了,但是我仍然足够强烈地保持着它,因而我不能参加这种讨论!”[21](https://www.daowen.com)

差不多与此同时,在苏黎世大学和理工学院的每周一次的物理学讨论会上,爱因斯坦坚定地肯定了玻尔模型:“我决不相信里德堡常数的绝对数值的导出是纯粹侥幸的。”玻尔模型是“极其巨大的成就”,是“最伟大的发现之一”。

正是对实验提供的证据的坚定信念和对理论结构的完美性的热情向往,使得爱因斯坦作出了上述判断。从物理学家的直觉而言,玻尔模型是不言而喻地正确的。但卢瑟福的问题也的确困扰了整整一代物理学家。玻尔的著名合作者和学生海森堡也再三提过类似的问题,而他最终循着一种本质上起源于玻尔的定态观念的“克莱默斯程序”,一蹴而就地建立了量子力学的矩阵形式,进而由矩阵的不可交换性导出了测不准关系,这一关系我们在本文开头的地方已作了详细讨论。

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