7.基本粒子问题

事实上，当适当地注意到量子公设所要求的互补特色时，就似乎可能借助于符号化的方法来建立起一种无矛盾的关于原子现象的理论；这种理论可以认为是经典物理学因果时空描述的合理推广。然而，这种观点并不意味着经典电子理论可以简单地看成作用量子趋于零时的极限理论。确实，后一种理论和经验之间的联系，是以一些假设为基础的；这些假设几乎不能从量子理论的问题群中分离出来。在这方面的一个暗示，已经由一些众所周知的困难提供了出来；当企图根据普遍的力学原理和电动力学原理来说明终极带电粒子的个体性时，就会遇到这种困难。在这方面，万有引力的广义相对论也并不曾满足人们的期望。所涉及的问题，似乎只有通过广义场论的一种合理的量子理论改写才能得到令人满意的解决；在这种改写中，作为表征着量子理论的那种个体性特色的一种表示，电的终极量子（即电子电荷——译者）应该已经找到它的自然地位。近来，克来恩曾经注意到将这一问题和卡鲁查（Kaluza）所提出的电磁现象和引力现象的五维统一表象联系起来的可能性。事实上，电荷的守恒是作为能量守恒定理及动量守恒定理的一种类比而出现于这一理论中的。正如克来恩所强调的，就像能量概念及动量概念是和时空描述互补的一样，普通的四维描述乃至这种描述在量子理论中的符号化的应用，其适用性似乎都本质地依赖于下述情况：在这种描述中，电荷永远是在明确定义的单位下出现的，结果，共轭的第五维就是不可观察的。

完全撇开这些悬而未决的深入问题不谈，经典电子理论迄今为止一直是对应描述的进一步发展的指导；这种发展和首先由康普顿提出的下述想法有联系：除了它们的质量和电荷以外，终极带电粒子还由于有一个角动量而具有一个磁矩，该角动量决定于作用量子。高德斯密（Goudsmit）和乌冷贝克（Uhlenbeck）曾经特别成功地将这一假设引入关于反常塞曼效应之起源的讨论中；人们发现，正如海森伯和约尔丹所曾特别指明的，联系到新方法，这一假设是最为富有成果的。确实，人们可以说，磁性电子假说和海森伯所阐述的共振问题，已经使得光谱定律及周期系的对应诠释达到了一定程度的完备性；上述共振问题出现于多电子原子行为的量子理论描述中。作为这一处理方式的基础的那些原理，甚至已经使我们能够得出有关原子核属性的一些结论。例如，联系到海森伯和洪德的一些想法，邓尼孙（Dennison）最近曾用一种很有趣的方式成功地说明了一个问题：一直被困难包围着的氢比热的解释，可以如何和一个假设协调起来；该假设就是，质子具有一个和电子动量矩同样大小的动量矩。然而，由于质子的质量较大，所以必须给质子联系上一个远小于电子磁矩的磁矩。

迄今所发展的关于基本粒子问题的那些方法，它们在上述各问题中的不足性可以根据下述事实看出：关于电的基本粒子和通过光量子概念来代表的那种“个体”，泡利所陈述的所谓不相容原理表示了二者行为上的差别，而所发展的方法并不能对这种差别提出一种无歧义的解释。事实上，在这一对于原子结构问题以及对于统计理论的近日发展如此重要的原理中，我们遇到许多种可能中的一种，其中每一种可能都是满足对应性的要求的。此外，联系到磁性电子问题，在量子理论中满足相对性要求的困难也表现得特别突出。确实，联系到对于诠释实验结果如此重要的托马斯（Thomas）的相对论运动学的考虑，要使达尔文和泡利在推广新方法方面所作的很有希望的尝试能够很自然地概括这一问题，这似乎是不可能的。但是，就在最近，通过符号化方法的一种新的巧妙推广，并且不放弃和光谱资料的一致而满足着相对性要求，狄喇克已经能够成功地处理磁性电子问题。在这种处理中，不但涉及了出现于较早方法中的复数量，而且，他的基本方程本身还包含一些复杂性更大的用矩阵来表示的量。

相对性论证的表述，已经本质地蕴涵着时空标示和因果要求的结合了；这种结合是经典理论的特征。因此，当使相对性要求和量子公设相适应时，我们必须准备对通常意义下的形象化有所放弃；这种放弃将比这儿所考虑的量子规律之表述中的放弃更进一步。确实，在这儿，我们发现自己正和爱因斯坦走着相同的道路：要使我们从感觉借来的知觉方式，适应于逐渐深入着的关于自然规律的知识。在这一道路上所遇到的障碍，主要起源于这样一件事实：不妨说，语言中的每一个词，都要涉及我们通常的知觉。在量子理论中，在表征着量子公设的那种不合理性特色的不可避免性这一问题中，我们马上就遇到这一困难。然而，我希望，互补性这一概念是适于表征目前形势的；这种形势和人类概念形成中的一般困难深为相似，这种困难是主观和客观的区分中所固有的。