20世纪的哥白尼

光电效应是德国物理学家列纳德在19世纪末发现的一种物理现象：当紫外光之类的光照射到锌板之类的金属板的表面上时，从金属里会有电子跑出来，这些电子显然是被光的力量从金属原子中打出来的。随着研究的深入，物理学家发现了一些奇怪现象：被紫外光照射后的锌板多少总能发射出一些电子来，不论紫外光的强度有多弱；同样一块锌板如果用红光去照射，不管这红光有多么强，也别想打出一个电子来！按照经典物理学的观点，光能够把电子从金属原子中打出来，是因为光将自己的能量交给了电子。光的能量与光的强度的平方成正比，按此道理，红光比紫光强，它所携带的能量就多，就应该打出更多、更快的电子来。可是，实验观察到的现象完全与此相反，这可把物理学家们难住了。

年轻的爱因斯坦对物理学的新观点、新概念非常敏感。他早就接受了普朗克关于能量是不连续的观点，而且还有所发展。在普朗克的理论中，能量只有在被黑体的“振子”所辐射或吸收时，才显出不连续性来，但是在传输过程中它还是连续的。换句话说，电磁场在本质上还是连续的。而爱因斯坦则进一步假定，电磁场能量本身也是量子化的，而且对于频率为v的电磁场的能量单位是hv。这种一份一份的电磁辐射能，后来被人们称作“光子”。利用光子的能量关系式，光电效应就很容易解释了。光子的能量只与它的频率有关，而与强度无关。光子的频率越高，其能量就越大，这就是波长短（频率高）的紫外光能打出电子来的原因。反之，红光因为频率低，它的光子的能量达不到打出电子来的最低要求，所以打不出电子来。由于光子的能量与光的强度无关，所以红光再强也无济于事。

爱因斯坦对光电效应的新解释，大大促进了人们对普朗克量子论思想的了解。同时，他自己也跨进了第一流物理学家的行列。当1910年欧洲古老的布拉格大学的理论物理学教授位置空缺时，普朗克毫不犹豫地推荐爱因斯坦去担任。普朗克对前去征求意见的教育部长说：“如果爱因斯坦的理论被证明是正确的——这个我想没有问题——他将被认为是20世纪的哥白尼。”

哥白尼

哥白尼（1473～1543），波兰天文学家。他的最大成就是以科学的日心说（即认为地球及其他一些行星都是围绕太阳在旋转））否定了在西方统治了1000多年的地心说（即认为地球是宇宙的中心）。这是天文学上的一次伟大的革命，引起了人类宇宙观的重大革新，沉重地打击了封建神权统治。后来，人们常用哥白尼来比喻在科学思想上有重大革新的伟大人物。

开尔文勋爵的“两朵乌云”都烟消云散了，人们迎来了物理学的一片新天地。但人类对自然界的探索并没有到头，而且永远不会到头。不但自然界仍有大量的谜等待着揭开，就是在相对论和量子力学中，新的问题仍在不断产生。人类在这永无止境的探索中，不断认识自然，不断改造自然，不断创造出新的奇迹。限于篇幅，关于相对论和量子力学的介绍就到此为止，还是让我们到物理学的其他领域去探索一番吧！