5分钟了解物理(文盲都能理解的物理科普第四部分)
5分钟了解物理(文盲都能理解的物理科普第四部分)1819年,法国化学家杜隆和物理学家帕蒂一起玩烧烤,给各种固体加热,测量和研究它们的比热关系。由于玩得兴致勃勃,津津有味,所以得到了大量的数据,在数据堆里,他俩发现一个规律:物质的原子量×比热,积是个常数! 所谓“比热”,就是“比热容量”的昵称,很简单的概念,但是定义念起来挺绕口:“单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。”说白了,就是1千克物质,升高1℃,需要多少焦耳热量。这个值,就是那个物质的比热。每种物质都有自己的比热。各种固体,当然也都有自己的“比热”了。 但是,小爱何许人也?他是天生的万人敌!他早就知道,自己光量子和“一元二体”,对经典物理来说,意味着什么;他也早就料到,物理界对这个理论,最可能的态度只有两个:围剿,或者放逐。绝不会收留,更不会拥戴。所以,他提出这个理论之后不久,在给朋友哈比希特的信中提到,自己搞出了一个“极具革命性”的理论。这个理论,不是指颠覆了物理三观(时间
爱因斯坦
实际上,粒军的复活,早有萌动之象,只不过斯时,坐定江山、根基雄厚、威仪日盛的波军未以为意。而已。即使粒军幽灵驾着光电效应的超级战车重装归来,波军的城堡仍然巍峨地秀着壮丽的帝国Style。波动,就是这样自信。
你以为驯服了光电效应,光学王国就归你了?别忘了,你还得叫它“电磁波”!不服?不服就用你的宝贝粒儿解释解释这些:牛顿环、肥皂泡、冰洲石、双缝实验、塞曼效应……泊松亮斑?有种你就喊一嗓子:“麦爷的‘磁生电、电生磁’生出来的不是波,是粒!”记得喊完不要忘了躲砖头鸡蛋西红柿哦。还“一元二体认识”,切,你以为娘一点就雌雄通吃了?
总之,对于小爱的光量子,以及“一元二体”,全世界人民就是各种不信。
但是,小爱何许人也?他是天生的万人敌!他早就知道,自己光量子和“一元二体”,对经典物理来说,意味着什么;他也早就料到,物理界对这个理论,最可能的态度只有两个:围剿,或者放逐。绝不会收留,更不会拥戴。所以,他提出这个理论之后不久,在给朋友哈比希特的信中提到,自己搞出了一个“极具革命性”的理论。这个理论,不是指颠覆了物理三观(时间观、空间观、质能观)的相对论,而是光量子。可见,他十分清楚光量子这个小妖精将给旧世界带来怎样的冲击力。但他并不在乎别人怎么看——这个“别人”,包括他自己以外的所有人——他只管讲出自己的想法。1909年9月,小爱在德意志自然科学协会的一次会议上,告诉一大堆物理学精英,“物理学的新阶段,将给我们带来光的新理论,可以把它想象成‘光的波动说’和‘光的释放说’的某种融合。”不失时机地推销他的光量子和“光亦粒亦波”理论。
小爱不光善于“广告”,他更善于提高“疗效”。在大力弘扬量子说的同时,他不忘利用量子利剑解决物理谜题。固体比热问题,就是继光电效应之后的又一场漂亮仗。
什么是“比热”?说来话又长了。家里有老人的,可以回去问问。那是在18世纪,苏格兰有个物理学家兼化学家,叫做J.布莱克。他玩烧烤时发现,相同质量的不同物质,上升到相同温度,所需的热量不同,于是,提出了“比热容量”的概念。
所谓“比热”,就是“比热容量”的昵称,很简单的概念,但是定义念起来挺绕口:“单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。”说白了,就是1千克物质,升高1℃,需要多少焦耳热量。这个值,就是那个物质的比热。每种物质都有自己的比热。各种固体,当然也都有自己的“比热”了。
1819年,法国化学家杜隆和物理学家帕蒂一起玩烧烤,给各种固体加热,测量和研究它们的比热关系。由于玩得兴致勃勃,津津有味,所以得到了大量的数据,在数据堆里,他俩发现一个规律:物质的原子量×比热,积是个常数!
这说明什么?说明所有简单物体的原子,都具有相同的比热!
这意味这什么?意味着只要你测出物质的比热,就知道了它的原子量!
我们知道,原子量很不好测,但是比热很好测哦亲。
虽然又是个经验定律。但这是个很好用的经验定律。那些痛恨测原子量的家伙用得很开心。1864年,化学家柯普把这个定律推广到化合物——不是幼稚园小班那样单纯的原子了,解释了分子的热现象。搞得大家都很Happy。
不过,用着用着,就不好用了。磨损了?不,条件变了。
比方说,铍、碳、硅、硼这几个较轻的家伙,原子热就比其他物质小一点点。
1872年,苏黎世联邦工业大学的韦伯教授,对,就是那个韦伯,小爱的老师,小爱老爱旷他的课。韦伯教授一顿实验,发现,物质降温到一定程度,比热也会降低。现象,很简单,但是,规律,不太好找。这是怎么回事?韦伯老师顺便把这个问题带到课堂上。
讲这节课那天,小爱恰好没什么事干,于是没旷课。1906年,也就是他完成5篇震古烁今论文的第二年的某天,他恰好又没什么事干,于是想起这码事:固体比热。
小爱假设:固体中所有原子,都以单一频率v振动,每个原子有3个自由度,然后,求原子的平均能量。在公式里,他引进了我们熟悉的hv。量子在公式里笑得很灿烂。
小爱把韦伯的数据拿来,跟公式预言比对了一下,理论与实验差不多。于是推测:只要温度够低,所有固体的比热,将随温度的下降而显著下降。他同时声明,之所以在公式里搞“单一频率”,是为了简化,这样的话,在某些地方,就难免造成理论与实验有点出入。
爱因斯坦对固体比热的解释,虽然不比对光电效应的解释更有意义,但是,这个解释却为他拉来了一个同盟。
瓦尔特·赫尔曼·能斯特。1864年6月25日生于西普鲁士的布里森。德国卓越的物理学家、物理化学家和化学史家。热力学第三定律的提出者。等等。
能斯特认为,当系统温度趋近于绝对零度时,熵的变化也就趋近于零了。简而言之,绝对零度不可达到。这是热力学第三定律的主要内容。
能斯特为了检验第三定律有多靠谱,开始了一个艰苦的工作:低温比热实验。
第三定律如此浅白,你我当不难看出,这实验自然是极难的。旁的不论,单是这液氢的温度,已是极难掌控了。-252.9℃的极寒,却是液氢的沸点。往日测得的低温比热,算来都是平均值。若细细论起,却是当不得真的。幸而能斯特带着徒儿,拼了三四年光景,革旧出新,精工善器,好歹算是得了善果。便是如此,那能斯特却也慎之又慎,把那呕心沥血得来的数据比了又比,理了又理,真真儿的没有再准的了。这不,1910年2月间,这才许那宝贝实验结果见了光。
说来也是奇了,能斯特拿了这数据,本是要验第三定律的,却不料,无心插柳柳成荫,这实验,成了双雕之箭,连带着把爱因斯坦的比热理论也验了。
论起来,这爱因斯坦和能斯特,也算有些缘分的。1910年间,能斯特的徒儿林德曼,闻知爱因斯坦的比热说,甚感于心有戚戚焉,仔细斟酌,竟越觉欢喜,便将爱氏学说引为己用,以物质的熔点温度、密度、分子量,来算原子的振动频率,拿来与实验结果一验,符合得竟是极好的!
那能斯特也是极妥当之人,见了这个结果,岂有不喜之理?便急急地去了苏黎世,与爱因斯坦纵论量子,却是未虚此行,获益匪浅。
能斯特用大白话说:“我相信,没有任何一个人,经过长期实践,获得了对理论的可靠验证后,当他再来解释这些结果时,会不被量子论的强大逻辑力量所折服,因为它一下子就澄清了所有基本问题。”
能斯特给量子的支持,当然不止是相信和拥护,还有发展。1911年,能斯特发现,温度接近绝对零度时,比热下降的速度,比小爱公式要求的慢点。于是,能斯特和林德曼完善了小爱的公式。这个瑕疵,正是小爱前面说的,为了简化,用“单一频率”所导致的。小爱表示这对师生的工作很给力。
量子抬头了。
实际上,能斯特不仅自己动手发展量子论,还捕捉时机,运筹帷幄,把量子推到物理最前沿,引起了全球物理界的关注。
话说1910年,春光正好,能斯特来到欧洲比较大的城市、比利时最大的城市布鲁塞尔,拜访他的合作伙伴哥德斯密特。歌德斯密特给能斯特介绍了一位朋友,工业化学家、社会改革家恩斯特·索尔维。
索尔维从小就梦想当科学家,在校学习的时候,就勇敢地把自己的宿舍改装成了实验室。21岁时,他听舅舅的话,进工厂工作。其实也不全是为了听舅舅的,因为做这份工作,他有机会玩自己最喜欢的游戏:化学实验。
实验真不白做,他研究出了生产纯碱的化学方法和工业流程。1861年取得相关专利。技术成熟后,索尔维建了个厂,1865年投产运营。索老板既懂技术,又懂经营,工厂发展势头强劲,财源广进。一不留神变成了老板的索尔维,从未忘记自己的梦想——当科学家。
行动力极强的索尔维不仅自己搞科研,还喜欢跟科学家交朋友,支持他们搞科研。
见到能斯特,索尔维聊起了自己的科学著作,《论万有引力和物质的基本原理》,他希望能够引起科学家们的兴趣,同时,他也表示,自己对相对论、量子论的异军突起很感兴趣。能斯特一听,心里合计:自己早就想找个机会,召集一些物理大牛,来探讨物质分子运动、量子论等问题。眼前的索老板既热爱科学,又不差钱,这不就是召开高水平国际科学会议的机会吗?于是他说出了这个打算。索尔维一听,甚合我意!
于是,在能斯特的大力张罗下,1911年10月,第一次索尔维会议胜利召开,地点就在布鲁塞尔。这个会议规格相当高,它邀请的都是当时最富盛名的物理学家。
庞加莱、洛伦兹、普朗克、爱因斯坦、卢瑟福等重量级的人物都积极支持。洛伦兹当选索尔维会议主席,他德高望重,学识渊博,口才讨喜,还会几门外语,深受拥戴。会议认真讨论了包括量子在内的既定议题。虽然没有直接解决量子困惑,但科学家们再也无法回避量子了,你信,或者不信,量子就在那里,它已经站在了科学的最前沿。
这次会议,虽然没有给量子论一个明确的结果,但冥冥之中,它对后来事件的影响,是深远的、巨大的。
这次会议的成功,让与会科学家和东道主都很欣慰。1912年5月1日,在洛伦兹的帮助下,索尔维创建了一个有效期为30年的基金会,名曰“国际物理学协会”。1913年春,索尔维又建立了“国际化学协会”。此外,索尔维还在比利时设立了“索尔维科学奖”。
我们的后文中,物理学的重大事件,将时不时地跟索尔维会议扯上关系。
小爱的朋友贝索在写给小爱的信中戏称,这是一场“巫师盛会”。巫师盛会祭起的量子魔咒,在会后仍然扰动着命运之线。会议配角不经意的生活轨迹,却导入了量子物理的神级人物。
虽然卢瑟福那时已经大名鼎鼎,虽然他的个人魅力十足,但在这次会议上,谁也没提到过他刚刚搞定的α粒子散射实验,以及带核原子模型。因为中心议题不是这个。所以卢瑟福只是个醒目的男N号。回到曼彻斯特大学后,他的同事,曼彻斯特大学的生理学教授洛伦·史密斯向他介绍了一位年轻人:尼尔斯·玻尔。平易近人的卢瑟福与这位年轻人一见如故,发挥他的口才,实况转播了索尔维会议的各项议题,把个正在彷徨中的玻尔听得如醉如痴,带着对卢瑟福的无限景仰和对量子世界的无限神往,梦幻般地离开了曼彻斯特。他的生命轨迹在此划出一道优美有力的弧线,转向那片广阔而神秘的彼岸,然后,璀璨的光芒照亮了整个夜空。
为了保证议程顺利进行,大会配备了两名书记员,其中一个是身世显赫的莫里斯·徳布罗意公爵。在这种国际物理大腕的会议上,书记员,无疑是配角中的配角,简称龙套。或者说,没有角色,只是场务。饶是如此,大会组委会还是看在他在X射线实验方面所做出的贡献上,才发出了这个邀请,公爵一看,可以聆听物理巨人们的讨论,机会难得,就立即答应了。重点是,莫里斯公爵有一个19岁的、正在彷徨的弟弟,路易·徳布罗意。莫里斯把路易带到布鲁塞尔,每天散会后,莫里斯就把量子的故事讲给路易听。会后,莫里斯把会议记录带回家,路易读后,扔掉了他选修的历史书,都换成了物理书。然后,他为量子论带来了第一缕阳光。
粒军幽灵凭借量子驯服的光电效应和低温比热两驾战车,乘着索尔维会议的东风,向波军皇城根发起了冲击。这对波军,虽说完全是个“意外突发事件”,但波动堡垒毕竟实力雄厚,牛顿环、肥皂泡、冰洲石、双缝实验、塞曼效应……乃至泊松亮斑,各个领地都是固若金汤,它们幻化着缤纷的色彩,宣示着对波动王国的无限忠诚。
波动王国的所有人都相信,只要略作修补,搞好统战工作,把光电效应和低温比热收归麾下,那是早晚的事。所以,相当一部分科学家决定固守皇城。
粒军的战车虽然既炫且猛,令波军忌惮不已,却也一时奈何不了波军。正待安营相持,却不料,波军城堡旁,斜刺里杀出一员大将,直奔粒军大营!
冯·劳厄,德国物理学家,曾任普朗克助手。劳厄是个有骨气、正直的学者,希特勒执政期间,他始终反对民族主义和法西斯主义,曾在精神上、道义上给予爱因斯坦以巨大支持。这次,他挥舞着通过晶体的X射线,隆重登场。
自1895年伦琴发现X射线以来,科学家们对X射线究竟是什么一直搞不清,有说是电磁波的——就像紫外线红外线那样,有说是微粒的——就像α射线β射线那样,各执一词,谁也拿不出证据来。后来,有人想利用光栅,让X射线发生衍射,来证明它是波,但由于X射线波长太短,以光栅这种人造工具的精细度,无力让它发生衍射,反而差点成了粒方的证据,所以只好作罢。
1912年,劳厄想到,让X射线通过晶体,兴许能发生衍射。我们在前面说过,所谓晶体,是“原子啊、分子啊呈平移周期性规律排列的固体”,也就是说,晶体是由原子、分子规则排列而成,那么它的这个“规则排列”,精细度就达到原子、分子级了,可能正好适合让短波长的X射线表演衍射。实验证明:劳厄说的对啊!
犀利的X射线遭遇细腻的晶体,顿时妖冶地衍射起来,尽展波氏柔情。从此,X射线也可以叫X光了。电磁波嘛。
粒军有点不淡定了:那么多失地还没收复,现在波方又多了支生力军——X射线。这个后起之秀,刚被伦琴挖出来,就举世瞩目,成了超级明星。
现在,这个明星为劳厄所用,成了波军的又一利器。麦爷电磁论的魅力果然是不同凡响!劳厄凭借晶体的X射线衍射,轻松斩获1914年的诺贝尔物理学奖。
波粒双方的战况又尴尬起来:被波军打入墓地的粒军原地满血复活,活蹦乱跳地来挑战。在光电效应主攻、低温比热的助攻下,波军堡垒震撼不已。但是,瘦死的骆驼比马大,何况波军不仅没瘦死,而且根基依然深厚,领地依然广阔。晶体X射线衍射的助阵,拓宽了波动的疆域,加固了波军的城防,增强了波动王国的信心。可是,波动王国眼睁睁看着纵横驰骋的光电效应、低温比热两驾无敌战车,束手无策。战车进攻的隆隆炮火,仍然震得波军堡垒蓬荜掉灰。
这个尴尬的场景,一直持续到10年后。大家都很疲惫。粒军将领刚刚写了一本书,《谈持久战》,准备用来鼓舞士气,还没来得及发帖呢,一个美国人半路杀出,改变了战局。
康普顿,美国物理学家。他的兵器,也是X光。1922年,康普顿用石墨作介质,研究X光的散射现象。所谓散射,就是光射入某种介质,部分光线改变前进方向,四散乱射的现象。
康普顿发现,散射出来的波长,比入射波长要长,也就是说,频率降低了。频率降低意味着什么?意味它的能量降低了。
看着你无辜的眼神,我得提醒一下:这是一件大事。
有多大呢?比方说,老婆送了你一顶蓝帽子,你兴高采烈地戴着它去照镜子,却惊奇地发现,镜子里的你戴的是一顶绿帽子!你会不会怒发冲冠?
这时,镜子见多识广地劝你:“淡定,淡定,只不过是帽子上的光经过我折射,光波变长了而已,不要大惊小怪嘛!”
你一想,“大师兄说的对啊,蓝光波变长,的确是绿光波!可是,光只是经过你一下,你凭什么改变光的波长啊?!”
看着你抓狂的样子,康普顿知道,你已经和他一样,意识到事态的严重性了。
热力学第一定律告诉咱俩,能量,是守恒的,它不在这儿,就在那儿,绝不会凭空消失。
现在,散射光降低的那部分能量哪去了?
康普顿搬来经典电磁论,想借用麦爷的智慧,来侦破这个离奇的失踪案。但是,麦爷的电磁波理论,在这里居然完全失效了,波遇到物质里的粒子,即使变了方向,也没理由改波长啊!
情急之下,康普顿的目光落在爱因斯坦的光量子身上。稍加思索,一切豁然开朗了!
假如光和电子、质子一样,都是颗粒,那就圆满了:作为颗粒,光量子就不仅有能量,还有动量(小爱1916年提出),它射入介质,遇到电子、质子之类的基本颗粒,碰撞后,改变了前进方向。这就发生了散射。碰撞时,一部分动量分给了它碰撞的粒子,于是能量减弱,表现为频率降低,波长增加。耶~!
根据这个假设,康普顿进行了数学分析,显示的结果惊人地符合光量子假设:散射的角度,决定了丢失的能量!
什么意思呢?见过打台球吧?用母球去撞目标球,撞得越“薄”,母球偏折角度越小,动量损失也越小;撞得越“厚”,母球偏折角度就越大,动量损失也越大。
光的散射角度越大,光的波长越大,也就是能量损失越大。这只能说明,光量子跟台球一样,是微粒。
康普顿还预言,伴随着X射线的散射,应该有电子被弹出。于是开始各种查找被散射光踢飞的光量子,居然真给找着了!
所谓的光,就是光量子。是颗粒!
被散射的X光波长变长的现象,被叫做康普顿效应。
值得一提的是,这个名字,是中国科学家吴有训起的。吴有训于1922年初开始,在芝加哥大学跟随康普顿搞X射线散射实验。康普顿最初发表的论文,只涉及到石墨一种散射物质,大家认为证据不足。于是,康普顿指导吴有训做了7种物质的X光散射实验,取得了大量、翔实的数据。有力证明了康普顿效应。吴有训的工作,把康普顿效应理论推进了一步。前苏联学者为了体现吴有训做出的贡献,曾将这个效应改称为“康普顿-吴有训效应”,被吴有训拒绝了。康普顿曾说,吴有训是他一生最得意的学生。
吴有训
在长达10年的波粒对峙中,双方阵营中还发生了无数插曲。接下来要说的事儿,无疑是这些插曲中比较高亢的一曲。
看着在麦爷城下张扬挑衅的无敌战车,无数牛人只恨不能一砖将其拍扁,令其永世不能得瑟。一位年轻人决定做这个终结者。
尼尔斯·玻尔。
在上部的中微子章节中,我们接触过这位神人。虽然只占短短的篇幅,但他却做了两件令人印象深刻的事:向能量、动量、角动量守恒定律操刀;出手捍卫了击败自己的泡利。从这两件事中,我们不难看出,此人胆大包天,目无“定”律,同时勇于认错,敢于担当,非大智大勇不能为之。一看就不是凡品。
有人说,勇敢算什么?我也能什么都不在乎,我也想什么都推翻,我也不守规矩,还敢闯红灯呢,那我是不是也非凡品啊?
实践告诉我们:勇敢和鲁莽的区别在于,前者永远有与之配套的实力相伴。
你有多大实力,才可以有多勇敢。
当然,二者相辅相成,缺少一颗勇敢的心,猫可能被耗子追得满屋躲。反过来,如果耗子真的以为可以干掉猫……
在玻尔的一生里,从来就没有什么权威,也没有什么金科玉律,他相信的,只有事实和自己的判断。当然,当事实与自己的判断发生冲突时,他会立即选择相信事实。
这不,爱因斯坦弄出个光量子。玻尔看着光量子荒谬欠扁的样子,打死也不肯相信,它会真的存在于世。
波粒对峙这10年,正是老爱各种理论被各种验证、名望各种飙升的10年。到1920年代,老爱已经名满天下,是当代活牛顿了,名望大跃进的势头却依然不减,再这样下去,就赶牛超麦,取代上帝了!
可玻尔管你是谁?!就是不信光是什么量子!能量有丢失,就一定是粒子互撞动能转换吗?我看不一定!
玻尔把X光能量失踪案、能量守恒定律、动量守恒定律摆在一起。
干嘛?他在权衡。
A.能量守恒、动量守恒成立,则光量子成立。
B.能量守恒、动量守恒不成立,则能量丢失案立即结案,光量子可以不成立。
A or B?
波尔的答案是:B。
这个外表憨厚的家伙,向能量守恒、动量守恒两大定律举起了屠刀。
为了波动说的完美,也为了打掉光量子这个怪胎,玻尔不惜把经天纬地的两大定律拉下马,认为这对难兄难弟只是观测、统计的平均结果。
上帝惊得从床上跳了起来:住手!玻尔,就算是天神,也不能动我的卧室啊!你可以拆、可以建,但是不能强拆。大家讲道理嘛!
玻尔迎风挺剑:我的道理就是,只认事实,不认事主。
上帝抱着床单弱弱地道:Look,康普顿效应。并且,小康同志找到了被踢飞的电子。
一粒大汗从玻尔脑门滑落:对不起,上帝蜀黍,拆错了,你自己找村东李瓦匠补补吧。
之后不久,当发生了上部提到的β衰变能量失窃案时,玻尔又一次举起了屠刀,这次要砍的,是能量守恒、动量守恒、角动量守恒三大定律。前有所述,这里不再赘及。
实际上,要收拾守恒定律的,不止是玻尔。面对辐射现象不符合麦爷理论的困惑,爱因斯坦、薛定谔、索末菲、达尔文都曾对能量守恒产生过动摇,考虑过放弃能量守恒定律的“严格确定性”。爱因斯坦斟酌再三,发现还是坚持守恒定律比较好,于是孕育了光量子这个怪物。
话说康普顿效应被证实后,波军高贵的矜持与从容瞬间消失,厚重的城墙开始坍塌,阵脚大乱。麦爷的城堡真成了麦城?!
他们惊恐地发现,前来助阵的强悍援军X光,原来是前来潜伏的卧底!悲哀啊!朕拿你当左右手,你竟然跟朕玩无间!坑爹啊!
时光流转,造化弄人。当年波军大战粒军时,冰洲石、牛顿环临阵易帜的剧情,今天又激情上演。不同的是,双方对换了位置。
科学这码事,只认谁符合观测,它可不管谁的眼泪在飞。
波军搞不定光电效应、低温比热,而量子轻松优雅地驯服了它们。不过,不管怎么说,这只是粒方的间接证明。所以,面对这两驾战车,波方虽然无奈又无语,但牙打掉了好歹还可以往肚子里咽,勉强维持名义上的统治地位。
现在,康普顿效应对光量子作出了直接证明,波军再也没法装聋作哑了,只能硬着头皮面对。
符合观测,是科学理论的第一杀器。科学理论,无论是粗糙离谱,或是精妙有理,也无论是高深玄妙,或是平白质朴,这些,都是浮云。只要是在科学的战场上,无论何时何地进行PK,符合观测的,永远秒杀不符合观测的。
如今,康普顿效应确定了光的粒子性,让我们几乎已经看见了光量子,这件事,成为20世纪物理学的转折点。那么,波军是不是就可以立即缴械了?
不!
粒军虽然从兵临城下发展到破门逼宫,但决胜并不容易。且不论麦爷的根基尚深,他美妙的理论仍在不断做出准确的预言,只说波军的王牌,便已是粒军无法撼动的——托马斯·杨的双缝干涉实验。粒军无法征服这奇异美丽的干涉条纹!而波军可以。凡是干涉、衍射这些任波军自由驰骋的领地,粒军皆举步维艰。
波搞得定的,粒搞不定;粒搞得定的,波搞不定。是不是有一股熟悉的气息扑面而来?
咳咳。要不,凯撒的归凯撒,上帝的归上帝?
不行。大家都知道,这只是托辞。因为后来上帝还是收了凯撒。
那么,现在的问题是,谁是上帝?
这次波粒大战,双方已经不是当年开战初期的阿Q和小D了,他们是武装到牙齿的正规军,这边有牛顿,那边有麦克斯韦。都知道牛爷惹不得,你以为麦爷就惹得么?
普朗克:惹还是不惹?
小爱说:让我来惹。
于是事情闹大了。
让小爱始料未及的是,曾经不惜抛弃守恒定律、拼死维护麦爷的玻尔,自从接受了量子后,和一群年轻人把事情闹得更大,让普朗克退避三舍,让小爱悲欣交集,让世人目瞪口呆。
原子迷图
原子
哥本哈根,丹麦王国的首都。1885年10月7日,尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔降生于此。28年后,玻尔原子模型和小美人鱼雕像的落成,令这座历史名城的文化气息更加浓郁。
尼尔斯有一个幸福得像花一样的家庭。他有个大他两岁姐姐詹妮,还有个小他18个月的弟弟哈罗德。仨孩子在又有钱、又有文化的环境中茁壮成长。他们的爷爷、老爸都是教授,老爸克里斯蒂安·玻尔更是哥本哈根大学生物学方面的权威,曾获过诺奖提名。尼尔斯的整个童年,就在他出生的这座豪宅里度过。这是他的银行家姥爷的宅邸。
一座有理想、有文化、环境优雅、主人好客的豪宅,自然是文化名流的好去处。在一个作家、艺术家、科学家络绎不绝的环境里,想不沾上点文化气息都难。何况,克里斯蒂安·玻尔教子有方,允许小哥俩旁听这些学者神侃。
小哥俩幼小纯洁的心灵,怎么经受得住科学文化的洗礼,以及各种思想的撞击?他俩迅速中招,整个人生都染上了科学文化的魔力。老玻尔成功了,两个小玻尔后来分别成了物理学、数学领域的国际名人,一个去了数学江湖的圣殿哥根廷,一个亲手缔造了名震物理江湖的哥本哈根学派。
两兄弟自小就十分要好,终生保持着知己+兄弟的情义。早期,哈罗德表现更出色,他才思敏捷,机智幽默。
哥俩始终保持者高度的幽默感,但尼尔斯开玩笑显然不是哈罗德的对手。一次,哈罗德提出与尼尔斯玩开玩笑游戏,哈罗德开始不久,尼尔斯就告饶了。哈罗德哪肯罢休,他正告尼尔斯:“现在到你了。”尼尔斯搜肠刮肚,最后徒劳地用尽量邪恶的口气说:“你衣服上粘了个小斑点!”搞得哈罗德汗滴禾下土。
哥俩还喜欢踢足球。哈罗德天赋过人,作为中卫,他参加的丹麦国家队获得了1908年奥运会的足球亚军。这事儿要是在中国队发生一次,估计连替补队员都要塑金身,球场的保洁阿姨都得上《感动中国》。而尼尔斯只能当上AB队的替补守门员。哈罗德这样夸他哥哥:“尼尔斯相当不错了,但他起步太慢。”
不过尼尔斯自有尼尔斯的长处。他的同学隆德曾写信告诉朋友,尼尔斯·玻尔是他认识的一位“真正的天才。”
尼尔斯很小时,就显露出理解事物基本关系的能力。一次,老波尔带着3岁的小尼尔斯溜达到一颗树旁,向小尼尔斯介绍树的优美生长规律:树干分出枝桠、枝桠分出树枝、树枝又长出树叶……小尼尔斯答道:“当然。要不是这样,就一树无成了!”
尼尔斯做事特别耐心、细心。他木工、金工都不错,对机械兴趣也不小。他家自行车链轮出了毛病,尼尔斯在成人的反对下,坚持拆了它,一顿神分析,又组装起来,居然没毛病了!动手能力相当强(据说打架时也是)。当时在旁围观的一个7岁小邻居后来回忆,尼尔斯给了所有围观者一个这样的感觉:自行车的康复,是大家集体智慧的结晶。我们以后会知道,这种品质,对于哥本哈根学派的崛起,是有多重要。
尼尔斯是个好学生,成绩始终不错。除了丹麦语作文。他不能理解,好好的一篇作文,为啥非要前有引言、后有结语,这事儿太折磨人了。所以,他在一篇讨论金属的论文最后写道:至于结论,我想说的是铀。
知道自己作文很烂,做事又极其认真,是一件很辛苦的事。尼尔斯写东西总是改了又改,给弟弟写信也是。不过一旦改到自己认为可以了,他就轻易不愿再改。
作文烂得触目惊心,但物理和数学相当出色。学生时代,他就能指出,教科书中有些东西不对。一个同学担心道:“要是考试时,出的题正好是那些不正确的,该咋办?”尼尔斯的回答很拉风:“当然要告诉他们,真正的物理是怎么回事!”
1907年,22岁的尼尔斯在一篇文章里,讨论了水的表面张力。这篇文章获得了丹麦皇家科学院的金质奖章。1885年,老波尔也获得过皇家科学院的奖章,不过那是银质的。所以,这成了老波尔的骄傲:“我是银质的,尼尔斯那块,可是金质的!”
当然,哈罗德也不甘示弱,他23岁就通过了论文答辩,先于哥哥尼尔斯取得博士学位。
1911年5月,也就是哈罗德取得数学博士学位的第二年,尼尔斯一身白色礼服,开始对他的博士论文《金属电子理论的研究》进行答辩。根据当时报纸的一篇报道,这场答辩会吸引了很多人,3号小礼堂被挤得满满的,连室外走廊都站满了人。但是,大家很失望,因为答辩会的主角显然是被抢镜了。教授们分别点评了他的论文,大部分是在表扬。一个半小时后,尼尔斯还没来得及答辩,答辩就结束了。26岁的尼尔斯·玻尔博士轻松离场。这位丹麦金童创造了答辩时间最短的记录。
一个有远大理想的丹麦人,通常会去德国深造。玻尔家当然不例外。所以,老波尔去了莱比锡,数学家哈罗德当然去哥根廷。他们回头张望,却见玻尔去了英国——他选择了剑桥。作为一个天才物理学家,玻尔的选择再正常不过了,开尔文、卡文迪许、卢瑟福都出自剑桥,如果你眼高,嫌他们分量不够,那么,麦克斯韦、牛顿够震古烁今的了吧?物理以外的达尔文、培根、罗素……这个名单列出来,那就是连发的晴空霹雳,个个响亮得震耳欲聋。剑桥,世界顶尖大学的地位,那是靠实力捍卫的。
尼尔斯·玻尔的目标很明确:伟大导师j·j·汤姆逊爵士。
终于有了对话的机会。
汤姆逊稀发游离,胡须随和,教授范十足。他面前站着青春激射的玻尔。
玻尔手里拿着两样东西:自己的博士论文;汤老师的书。
这场交谈,对双方都是个考验。玻尔的母语都没太学好,现在,他不得不用学得更烂的英语。言者和听者都很不容易。看得出来,汤老师相当热情。因为他们谈了很长时间。
交谈中,玻尔打开汤老师的书,指着其中一个公式,说:“这是错误的。”汤老师表示听懂了。这大概是玻尔当时说得最流利的一句英语了。
然后,玻尔把自己翻译成英文的博士论文呈给汤老师。汤老师很客气地收下了。书桌上的文件堆积如山。波尔的论文,被汤老师放在山尖上。
这场亲切友好的会晤后,玻尔高高兴兴回去等消息。
然而,玻尔每天等来的都是同一个消息:没有消息。
时间一天一天过去了,玻尔的心也越来越焦躁了。因为,汤姆逊那边依旧杳无音讯,那篇论文、以及那场交谈,就像从来没存在过一样。这种冷寂,和那场会晤的热忱,使玻尔领略了冰火两重天的境界。如果早知道,汤老师忽视学生论文的名声,和他在物理上的名声一样响亮,玻尔就不会如此抑郁了。
既然等不来汤老师的消息,那就出去散散心吧。玻尔想,老爹原来有个学生,叫洛伦·史密斯,现在是曼彻斯特大学的生理学教授,关系不错,去看看他吧。
于是,就发生了前面提到的那场著名的邂逅。玻尔遭遇卢瑟福,恰似麦克斯韦遭遇法拉第。卢瑟福无与伦比的个人魅力,以及“巫师盛会”激荡的量子风云,都令玻尔痴迷不已。
回到剑桥。玻尔的汤老师,是冷的。玻尔的论文,是冷的。玻尔的心,也是冷的。丹麦金童迎来了人生的冰川时代。
转眼间,到了12月初。百无聊赖的玻尔参加了卡文迪许研究生年度夜宴。一个熟悉的身影,像一阵春风,唤醒了玻尔冰封的希望。
卢瑟福。他到哪儿都是焦点,除了索尔维会议。玻尔的心就像铁钉遇见磁石,立即被吸引了过去。
卢瑟福走后,当月,玻尔就跟到曼彻斯特,找卢瑟福探讨这件事:不好做你的师弟,就做你的徒弟吧。会谈很顺利。缘分呐!
征得汤老师同意,1912年3月,玻尔在新学期结束时,离开了他寄以厚望的剑桥,投入曼彻斯特大学卢瑟福门下。
卢瑟福本来不太看好理论物理学家,他认为,理论物理学家们都在玩符号游戏,实验物理学家才拿得出来“大自然真正过硬的事实”。他甚至在一个讲座上说:“理论物理学家们都把尾巴翘上了天,现在是时候轮到我们实验物理学家把它们拽下来了!”但卢老师对玻尔却情有独钟。谈到理由,他振振有词:“波尔不同,他是个足球运动员!”哈!你觉得有关系吗?反正喜欢就是了。
卢瑟福无所不聊。他的同事、化学家、后来的以色列开国总统魏茨曼这样描述卢瑟福:“阳光之下的所有话题,他张口就聊,海阔天空,并且常常是在对那事一无所知的情况下。”他不仅自己侃,还善于倾听任何人的看法,无论这个人资历多浅,看法有多幼稚,他都毫不在乎。于是,在他周围,大家有一说一,思想和嘴皮子一样活跃。但是,卢瑟福鄙视吹牛。所以,大家尽情海侃,但绝不胡吹。这种开放、轻松得在传统观念看来有点不太着调的氛围,加上卢瑟福的个人魅力、实力和眼力,形成了独特的卢瑟福文化。这,应该就是孕育诺贝尔奖的神奇土壤了。
卢瑟福的眼光,那真不是盖的。既不善说,又不善写的玻尔,连伟大导师汤姆逊都看走了眼,卢瑟福却相当看好。而玻尔,也用自己的超强实力和独特魅力,在卢老师的巨牛桃李榜上,镶嵌了最璀璨夺目的一朵。
玻尔的魅力,不在花言巧语上,而在实力和人格上。很快,他就和师兄弟们打成一片。赫维西,匈牙利人,英语也不怎么样,可以想象,他与波尔聊天,是一种什么景象。就是这俩语言交流都费劲的家伙,却毫不费劲地结成了终生挚友。神奇吧?
神奇的事还在后面。
玻尔到曼彻斯特,本来是打算研究放射性问题的。但是,在和赫维西喝茶闲聊中,他迷上了原子。
赫维西告诉玻尔,就在这两三年,人们发现了越来越多的放射性元素,多到元素周期表房源紧张,不堪重负,怎么调控也不够住。幸好索迪想出了合租的办法,把那些原子重量不同,而化学性质完全相同的元素叫做同位素,同位素住同一个房间……
看不见、摸不着的原子世界,勾起了玻尔强烈的好奇心。
虽然原子的大名已经流传了几千年,但是,原子的研究刚刚起步,汤姆逊打开了大门,卢瑟福一脚迈了进去,下一步怎么走?没人知道,于是上帝让玻尔降临。
随着对原子研究现状的了解,玻尔发现,有太多的问题需要解决。比方说,门捷列夫给元素们盖的公寓,虽然把一盘散沙的流浪汉变成了有组织的团队,但是,公寓入住规则浮于表面化,导致一些根本性的问题模糊不清。
玻尔分析:门捷列夫按照原子量,给元素排队、分房,从大局上来看,还是相当和谐的。但是,涉及到某些细节问题,就有闹别扭的了。比方说,同位素的原子量不一样,化学性质却毫无分别,必须住同一间房。这就让“按原子量排队”的政策执行起来有点尴尬了。
这个现象说明,元素的化学性质,跟原子量有很大关系,但不是本质的、决定性的关系,它只是有很强相关性的表面关系。这就好比,单位有个年轻人甲,提拔得比坐火箭还快,经过观测,你发现,甲提得快,是因为单位一把手特别看好他。你的观测没错,但是,“一把手看好甲”这个观测结果,只是跟“提拔甲”这件事儿十分有关系的表面现象。你知道一把手为何如此看好甲吗?因为一把手的某位领导,是甲之爹,而这个爹,可以决定一把手的前途。这才是本质关系。你知道了“提得快”、“看好甲”背后的这个本质,才能更好地解释和预测相关的一切现象,比方说,比甲优秀但毫无背景的乙,为何就很难得到提拔;甲之爹只要还在位,甲就还会得到提拔,无论你单位一把手是谁。
玻尔现在要干一件大事:找到“原子量VS化学性质”关系背后的本质,制定更好的元素公寓分配政策,建设有公信、没特色、放诸四海而皆准的普适公寓——元素周期表2.0。
那么,该从哪儿下手呢?当然是从原子本身入手!
看不见、摸不着的原子是啥摸样呢?综合评判,还是卢老师设计的“行星系统”原子模型最靠谱。因为,它是根据大量的、确凿的实验数据,精确计算后,推导出来的。
核外绕来绕去的电子,是带负电荷的。所以,原子核就一定是带正电荷的。因为,整个原子呈中性嘛。
根据这个推论,玻尔给咱俩出了一道题:
一个电中性的原子,如果拥有1个电子,那么,它的核,该带几个正电荷呢?
1个。恭喜你答对了!
这道题可以引申为:
一个电中性的原子,如果拥有N个电子,那么,它的核,该带几个正电荷呢?
答案是N个。恭喜你抢答正确!
这就是说,一个貌端体健的正常原子,拥有多少个电子,要看原子核带多少正电荷。
我们知道,氢原子核,是最小的原子核,它只带1个正电荷,也就只带1个电子;那么,氦原子核,就是两个正电荷,带两个电子……
看见没?电荷数、电子数,会随着原子量的增加而增加。但是,它们却没有严格的正比关系(我们后来才知道,这是因为,原子核里的中子数量,只影响原子量,却不影响电荷量)。
据此,我们完全有理由这样推断:
原来我们以为,决定化学性质的,是原子量。之所以有这个认识,那是因为,原子量的增减,有时会直接影响电荷的增减。
综上,玻尔认为:我们完全可以推测,是原子的电荷数,也就是电子数,决定了原子的化学性质。
这样一来,就很好地解释了:为啥同位素的原子量不同,但是化学性质却完全相同。因为它们的电荷量相同!
天才啊!
不同的物质,有着不同的化学性质。这个,从我们刚刚成为人类时起,便体会日深。
后来,为了更好地体会神秘的化学性质,我们有了化学家,他们苦苦探索、勤奋归纳,发现了浩如烟海的化合物质,总结了纷繁复杂的化学特性……终于,在门捷列夫手中,这些东西的脉络,开始变得清晰起来。
但是,物质的化学性质,是谁说了算?对这个问题,化学家们始终是雾里看花。原子量决定化学性质的假设,被丰富多彩、无处不在的同位素击得粉碎。我们可以通过物理性质——比方说重量,来区分同位素,但永远也无法用化学性质来区分之。
化学家们搞不清楚,这到底是为什么,很尴尬。以至于卢瑟福的原子模型出来后,大家都不是很在意。搞得卢瑟福也很尴尬。
而新手玻尔,在和他的哥们儿、化学家赫维西的闲聊中,顺便迈进原子研究的门槛,看了卢瑟福模型一眼,就以独特的视角,窥见了那个困惑无数化学家的、决定物质化学性质的秘密。这种能力的取得,除了勤奋以外,难道没有更重要的东西吗?
按照玻尔的这个新观点,赫维西明白了,自己为啥怎么也分不清铅和镭-D,因为它俩的原子核所带的电荷——“核电荷”都是82,电子数当然也都是82,因此,它俩的化学性质,那是一样一样一样的啊!我们就只能通过物理手段区分之,用核质量:铅是207,镭-D是210。只从核电荷数、或者电子数就看得出,它俩是同位素,所以,镭-D终于找到了血亲,改名叫铅210。
根据这个理论,玻尔判断,所谓的放射性,其实就是一种核现象——原子核变化所产生的现象。元素在发生α、β、γ辐射时,就是它的原子核发生了变化,原子核一变,这个元素也就迷失了原来的自己,变成另一种元素了。原子核的变化,经常会改变核电荷数,也就是改变了它的化学性质。这就是神奇的嬗变的秘密!
这真是一个美妙的发现!玻尔兴冲冲地讲给卢瑟福听,但这次,卢瑟福的表现却保守起来,他认为玻尔的想法不错,但是证据不足,还提醒玻尔要谨慎,“防止过度推测”。可怜的玻尔试了五次,也没改变卢瑟福的想法。于是,这个发现就这样放下了。
可是,有两个人从两个侧面,证明了玻尔的想法。
先是前面提到的,索迪定义了同位素,解决了元素的住宿问题,并发现了元素蜕变“位移规则”。
不久,1911年7月,一位荷兰律师布洛克看到卢瑟福原子模型,突然想到,元素在周期表里应该住哪个房间,不是原子重量说了算,应该是原子序数说了算。他的这个结论还是不错的。不过,依据却不怎么样,那是一些没有什么根据、浮于表面的假设,比如:一个元素的核电荷,是它的原子重量的一半。等等。卢瑟福看了布律师的文章,很生气:这纯属猜测嘛!既没有实验依据,也没有理论依据。
到了1913年底,布洛克看到了盖革和马斯登关于α粒子散射方面的数据分析,意识到“核电荷=1/2原子重量”的假设是错的。不过,索迪却从“元素的位置由原子序数说了算”受到启发:原子序数=核电荷数!这不就是说,元素的位置,由核电荷数说了算吗?多美妙啊!
卢瑟福这次支持了这个提法,还写信表示称赞。他似乎忘了,玻尔曾经5次试图告诉他:元素的化学性质,是由元素的核电荷数、电子数说了算!
有了这个理论,元素排队分房的规矩,就一下子变得简单明了、易于操作了。就是按照核电荷数,或者电子数排队。这就相当于,原来分宿舍,是按体重。这个规矩,也能大致把男女分开,但总有一些女的因为过重,被分到男宿舍,或者有男的过轻,被分到女宿舍。现在,重新定了规矩,直接按照性别分宿舍。这两种分法,单看最终的结果,虽然不会相差太多,但是,二者却有着质的区别。
玻尔
由于卢瑟福的保守,在“电子数决定化学性质”理论的优先权上,玻尔吃了亏。但是,如果只在化学性质这棵树上吊死,那就没有波尔了。在波尔眼里,还有大片的森林。比方说,别人的研究成果。
对别人的研究成果,通常有两种态度,一是学而习之,为我所用;一是剽而窃之,为我所用。比方说那些混待遇的无耻之徒。
玻尔当然不走寻常路,他属于第三种:从别人的研究中,敏锐地发现错误,然后对这个错误进行穷究,找出正确的路,得到正确的成果。
玻尔这次注意到的,当然是眼前人的研究:卢瑟福、达尔文。
前面说过,卢瑟福用精心采集来的实验数据,计算、推导出了“行星系统”原子模型,但是,对于电子是如何做到绕来绕去、坚持不坠的问题,却采取了鸵鸟政策,避而不谈。
而玻尔的同事,卢瑟福手下的工作人员达尔文(我们大家都很熟的那个达尔文,是他爷爷),专门研究了电子的问题。他关心的是,在α粒子散射实验里,α粒子穿越金箔,即使没被散射的那一部分,也会丢掉一部分能量,这些能量哪儿去了?达尔文的答案是,α粒子玩穿越时,跟电子撞上了。
这就涉及到一个严重的问题:α粒子是在哪儿撞上电子的?换句话说,在原子里,电子的位置在哪儿?它们是怎么排布的?随便占位?按大小个儿排队?花钱请老师排座?总得有个规矩吧。
达尔文搞不清楚,只能根据α粒子总是撞上电子这个现象,猜测道:电子在原子的整个体积中都可以存在,或者,它只均匀分布在原子的表面。根据这两个猜测,α粒子撞电子的数据,就应该跟原子的半径息息相关了。达尔文自己算了下,发现不对。但又想不出是哪不对。
玻尔一眼就看出来了,达尔文只顾考虑电子的位置,却忘了电子和原子核属于同一个系统,它们互相作用,共同组成了完整的原子。那么,电子的位置,必然是要受制于原子核的。
所以,搞清楚电子的位置,实际上就是要搞清楚原子的结构。
对,这就是我的下一项工作。波尔对自己说。
然后,他又对卢瑟福这样说。
卢瑟福听了,虎躯一震,这又是一件大事儿!这次,他同意了玻尔的想法,还鼓励他好好干,允许他不去实验室,专攻原子结构。
玻尔自己很心急,因为除了原子,他心里还装着另一件事:玛格丽特·诺兰德。他的爱。
他们相识已经10余年了,她是哈罗德的同学的妹妹。那时,他只有16岁,而她,不到16岁……多么美好!
更美好的是,玛格丽特优雅端庄,品质高尚,知识面广,忠贞贤良,是玻尔太太的上佳人选!从他们婚后50多年的生活来看,玻尔这小子算是捡到宝了。当然,玛格丽特也是。
我们都知道,玻尔写东西特费劲,写论文更费劲,手里的笔总是跟不上思路。并且那一手玻氏书法,比文章还烂,写出来鬼都不认识。天晓得他上学时的一路考试是怎么过来的。他的博士论文,也是由他口授,母亲执笔。父亲对此很无语。
说起玻尔的书法,那绝对是个神迹。一次,玻尔在黑板上随手甩出一根后现代抽象派的曲线,据他自己介绍,这是一个单词。讲了一会儿,他需要写另一个单词,无论是词意,还是字形,跟前一个单词都毫无瓜葛。我们伟大的玻尔审视了一下那道上帝般的曲线,抬手加了个点,因为这个单词里有i。点毕说,OK。围观群众拜倒。玻尔写任何单词,只需调整这个点即可。后来,这家伙有了助手,就常把手稿甩给助手抄写,虽然助手认命,甘愿接受上帝借玻氏书法来惩罚自己,但是,这个技术难度太高,总是完成不好,于是,玻尔干脆手稿也不写了,一律改口授。助手顿感阳光灿烂起来。虽然玻尔的口齿也不是那么清晰。据说,海森堡来到哥本哈根之后,一手本来还过得去的字,生生被玻尔传染,满纸废铁丝,一把辛酸泪!
玻尔觉得,在思考的同时,还要写东西,那就是一种折磨。但是,他在形成某种想法的时候,需要把思维过程说出来。于是在涉及科学问题时,玻尔特能聊。薛定谔同志体会最深,他第一次见玻尔,就被玻尔直接用话聊撂倒。不仅需要聊,而且聊的时候,最好在运动中,比方说散步、围着桌子转圈什么的。于是,在他思考时,就需要一位听说读写能力比较强的助手,随时记下他说的话。你懂的,玻尔作文很烂,需要反复修改。于是,助手深受锤炼。但是,助手毕竟只是助手,怎么可能随时随地在身边呢?
自从有了玛格丽特,玻尔不仅有了妻子,有了朝夕相伴的朋友,还有了贴身助手。写作的问题迎刃而解。这样说有点不厚道,玻尔娶玛格丽特,当然是因为爱她,而不是为了找个贴身秘书。但是,事实上,玛格丽特很称职地担任了这个角色,五十多年如一日。贤内助啊贤内助!当然,这都是后话。
现在,我们的玻尔还没结婚,他需要把原子结构的问题梳理一下,然后去迎娶心爱的玛格丽特。
玻尔已经预感到,自己即将揭示出来的这个家伙,个头不小,但他绝没料到,这家伙不仅庞大到超出了所有人的想象,而且,还是个不可思议的怪物。
玻尔来不及完成论文了。他匆匆离开曼彻斯特,回到丹麦。1912年8月1日,在妙曼小城斯劳厄尔瑟的市政厅,警察局长主持了玻尔和玛格丽特的婚礼。婚礼没在教堂举行的原因是,玻尔在婚前几个月已退出了教会。退会理由:“我无法理解,这些怎么能哄得了我……它对我毫无意义”。
婚前没写成论文,只好在蜜月写。又要旅行,又要拜访朋友,又要蜜月,又要写论文,你知道,这日日夜夜的,够小两口忙乎的。
不过,有了玛格丽特,论文写起来顺畅多了。一篇关于“带电粒子穿越物质时速度减小”的理论论文诞生了。
曼彻斯特。卢瑟福对玛格丽特相当满意,就像眼前这篇字迹娟秀的甜蜜论文。他答应玻尔,进行相关的实验验证后,就为这篇论文写上寄语,投给《哲学杂志》。这篇文章在1913年如约发表。论文交给卢瑟福后,玻尔就携妻回到丹麦,接受了罗瑞安斯塔特技术学院的邀请,当了一名助教。
后来,这篇文章被科学史学家称为“卢瑟福备忘录”。当然,也有人叫它“曼彻斯特备忘录”。
玻尔分析了卢瑟福的原子模型:电子们不可能围着原子核形成一个环,因为电子都带负电,互相排斥;电子不可能固定不动,因为它hold不住;牛爷和麦爷一致认为,电子不可能绕核公转,因为它会失掉动量而坠毁。但是,很显然,电子们都好好的,并没有坠毁。
为什么?
不是电子错了,就是牛爷和麦爷错了。
玻尔,你倒底要闹哪样?牛爷和麦爷都错了,还有物理吗?
有的。玻尔的目光落在他曾经拼命想摧毁,现在不得不接受的量子身上。不过现在,他需要足够的勇气。
还是让电子绕核公转吧。先假装它公转时不耗散能量。
怎么才能让它既公转,又不耗散能量呢?这就像要求人既要干活,又不吃饭一样难。
先解决稳定的问题。
电子绕核公转,轨道可以有无数个,在原子核周围任意划个圈,都可以是电子的轨道。经典物理学对轨道的要求很宽松。
但是,如果这样,电子必然会连续释放辐射,于是必然坠毁。为了让电子情绪稳定,玻尔认为,必须把电子限制在指定的轨道上!
换句话说,轨道必须是量子化的,电子不能连续地盘旋着坠入原子核,它只能存在于几条指定的轨道上,在这几条轨道上,电子处于“稳定态”,它不辐射能量。
为什么呢?
因为它处于特殊轨道啊。
为什么它处于特殊轨道?
因为它不能辐射能量啊。
……
好吧你赢了。我撞墙去。
玻尔在回答时,脑后大汗不断。他知道这个循环论证很赖皮。凭什么啊?他自问道。滴汗丝毫没有缓解压力,必须找到一个站得住脚的解释!
玻尔又请了几个月假,带着玛格丽特,躲进远离尘嚣的乡村,寻寻觅觅,冷冷清清,恩恩爱爱绵绵。乍有还无时候,最难将息。三条两道轨迹,怎敌他、电子坠急?圣诞也,正揪心,却见旧相识:尼克尔森。
玻尔在剑桥见过此人。此刻,这位旧相识的文章吸引了玻尔。
尼克尔森也在建立原子模型。他假设:所有元素都是由四种“基本原子”组合而成。每个基本原子,都有个原子核,绕转着若干电子,形成一个环……它们各种组合,就成了各种原子。
先别管这家伙是不是把分子和原子弄混了,我们看重点。玻尔看到的重点是:尼克尔森正在证明,电子的角动量,只能以h/2π为倍数来改变!
h,多么熟悉的身影!当然,π更熟。
这才洞房房花烛夜,就又他乡遇故知啊!玻尔很激动。满眼轨道堆积。能量损,如今有谁堪坠? 必须量子,不然怎生稳定? 角动量成整倍,要辐射、点点滴滴。这次第、怎一个牛字了得!
角动量量子化了,轨道自然就量子化了!太美妙了!
不是吗?你看:
动量=质量×速度。写成P=mv。
作圆周运动的物体,它的动量要用“角动量”L表示,角动量=动量×半径。写成L=Pr。
尼克尔森认为,“电子环”里的电子,其角动量的变化,是要量子化的,只能是h/2π、2h/2π、3h/2π……nh/2π。很显然,n是整数。
那么,电子的角动量,就是L=nh/2π。
上述可得:nh/2π=Pr。
看看,左边的n这个整数一变,右边的r就会突然从一个值变成另一个值,它没有变成中间值的机会。它的半径会直接从1变成2,不经过1.5、1.55的过渡。
也就是说,电子的轨道,就像古罗马角斗场的阶梯式看台,你只能呆在这个台阶或另一个台阶,而不能悬在两个阶梯之间的任何一个地方。
r突变,不就是轨道突变么?这样一来,就成功实现了电子轨道的量子化。
那么,电子为什么必须在指定的轨道呢?
眼前,玻尔还回答不了这个问题,因为轨道的量子化,就够忙乎一阵子的。
现在,咱俩跟着拔剑四顾的玻尔,捋顺一下他的思路,顺便学几个看上去很牛×、实际上也很牛×的术语:
因为角动量变化必须量子化,所以轨道变化必须量子化。在角动量突然改变之前,电子只能老老实实地呆在现有的轨道上,它想坠毁都不行,这就是拯救世界的“稳定态”。
电子王国,等级森严,但规则绝对公平,你拥有多少份能量,决定你占据哪一层的轨道,低能占低层,高能占高层。绝不会因为你情商高,和高层某个电子关系好,就能搞逆袭,以低能占高层。所以,电子轨道的层级,也叫“能量层级”。
那么,在不同的原子里,电子的轨道是不是都一样呢?当然不,因为它们的原子核不一样,所以,允许存在的轨道也不一样,绝对不能私搭乱盖。
一套允许存在的轨道,以及与之关联的电子能量,就是原子的“量子态”。
玻尔把“能量层级”用E_n(_指n是下标。下同)表示。E我们都很熟,它表示能量。那么,n当然表示“层级”了!
n=1,就表示电子在第一层轨道,最底层——离原子核最近的那一层,再往下,就没命了——坠毁了。
电子想要活命,它至少要有一份最低能量保障,以保持这种“最基本的状态”。对于一个原子来说,所有轨道上的电子都持有最低能量的状态,就叫做“基态”。对氢原子来说,唯一的电子处在最底层E_1时的状态,就是“基态”。和人一样,基态是最屌丝的状态,却也是最稳定的状态。稳定的意思是,你保持这个状态很容易,达到这个状态也很荣容易,但要改变这个状态,就没那么容易了。
那么,电子一不小心,拐了能量从基态私奔,占了基态以外的层级,又叫啥态呢?
这样的电子,虽然可以在较高层级的轨道上游荡,但毕竟持有剩余能量,比较亢奋,比较容易发生改变,不太稳定,所以叫做“激发态”。
玻尔说,这是可以算出来的玩意儿。他拿出一个氢元素做例子。因为这家伙只有一个电子,够简洁,好算。注意,是用经典物理学就可以算的哟!这真是一个天大的好消息——经典物理大厦还没塌!
氢原子的基态,是-13.6eV。所谓eV,就是“电子伏特”。所谓电子伏特,就是一个电子,经过1伏特的电场加速后,它所获得的动能。
基态这个层级的能量算出来了,其他层级的能量呢?跟基态有关系吗?当然有!而且这个关系简洁美妙:
E_n=E_1/n^2
不管是哪个层级,它的能量都等于基态能量除以n^2。根据这个公式,我们很容易算出,当电子处于第二层级,也就是n=2时,它的能量是:
E_2= E_1/2^2=-13.6eV/4=-3.40eV。
“能量VS层级”的问题解决了,该解决位置问题了。对于电子轨道来说,位置就是半径。
我们知道,原子的半径有多大,那要看它最外面、也就是最高层级的电子轨道半径有多大。因为氢原子只有一个电子,所以,这个电子轨道的半径,就是氢原子的半径。
由于电子的轨道层级是可以变化的,有时处于基态,有时处于激发态,轨道不同,半径自然就不同。
能量层级之间的关系很美妙,那么,轨道半径之间的关系又如何呢?波尔发现,轨道之间的关系更美妙,它们拥有一个相同的因数:
n^2。
如果电子在基态时,也就是n=1时,轨道半径是r。那么:
当电子处于第二层级轨道,也就是n=2时,它的半径就是2^2r=4r;
当电子处于第三层级轨道,也就是n=3时,它的半径就是3^2r=9r;
……
看得出来,一个持有剩余能量、处于激发态的原子,它会膨胀不老少。
现在,玻尔抓住了电子的角动量,成功地把它量子化了,从而使电子的轨道也成功地量子化了,让一本正经随时自主坠亡的电子情绪稳定了下来,拯救了世界。根据这个轨道量子化了的模型,玻尔搞清了能量层级之间、轨道之间的数学关系,玻尔拿着他的计算结果,和当时的实验估测值一对照,那是相当的接近了!
事情做到这,是不是就功德圆满了?不,还有几个严重的问题没回答呢:是什么让电子必须呆在指定的轨道?角动量死也要量子化究竟是为了谁?这一切的背后究竟隐藏了怎样的神秘机制?
看,机制。我们在第一段广告中,就强调了机制的重要性。玻尔当然知道机制的分量,可是到哪儿去找这个机制呢?
光阴似箭,转眼间到了1913年1月底。玻尔给卢瑟福写信:“我希望,能够尽快把原子论文寄给您,它花费的时间,比预想的多得多。”
一个美丽的理论建设到一半,停工待料,眼巴巴地看着韶华飞逝。玻尔这个急啊!正揪心,又见旧相识。
很久没有这样感动了:一个意外的理由,一份意外的礼物
今天,接到一件快递,是一个大箱,里面装满来自浙江慈溪的新鲜杨梅。空运来的。
一年半前,我写了一个帖子,关于物理发展史的。写这个帖子没什么特别的目的,一是自己爱好,二是在物理理论发展中,不断发展的科学方法、科学精神能给浮躁的我们带来一些启迪。于我而言,思考自然,本身就是一处绝美的精神桃园。
开始也没什么人到帖子里来,我想,现在对科学感兴趣的人不是那么多了,这很正常。
但是没想到,不久,这个帖子就开始吸引越来越多的人,大家讨论科学理论、科学方法和科学精神,其中还包括哲学、神学、社会学,甚至还有文学、诗歌和艺术等,楼里热闹起来。因为共同的爱好,我们互称“同好”。
在大家的支持下,这个帖子越写越长,还分别上了天涯、百度的首页。后来有几家出版社联系我。再后来,先写的那些就出版了。
到去年底,正准备写下部,家里装修、单位又忙,帖子便放到一边了。然后,父亲摔伤住院,需要治疗、休养三个月,更新帖子的事更是抛到了脑后。
帖子不更新了,读者离开,是再正常不过的了。
让我感动的是,有那么一部分同好在这几个月里,对一个不更新的帖子,不离不弃地顶,他们只有一个简单的想法:顶到首页,让更多人看见。虽然他们知道,大多数人对科学并没什么兴趣。
谁都有工作,谁都有家庭,我们的这个世界没人不忙,除了富二代官二代,不忙都会饿肚子。但我的同好们,能够每天想着来顶这个帖子,而这个帖子的作者,无权无势,他们根本没见过,根本不可能给他们带来任何世俗向往的“好处”,但他们依然无怨无悔、没话找话地顶贴,用一种近乎悲壮的执著。后来我到帖子里翻看,虽然他们顶贴的内容不是在说笑,就是简单的几个字符,但我被深深地震撼了,不管他们敲上去的字符是什么,这一切,都只为一个目的:不让这个帖子沉下去。
这是怎样一种伟大的付出啊!谁说人间没有真情在?!
今天接到的这箱杨梅,就是其中的一位同好快递来的。经销杨梅的公司说,空运杨梅,为了保证新鲜,需要接货人到机场去取,全国都这样。否则怕快递耽误一天,温度就没法控制了。我不知道这位同好想了什么办法,做了什么工作,让快递公司在杨梅刚下飞机就运来了。这里距长春机场有三个小时的路程。今天气温31℃,但箱子里的冰刚化,还是凉凉的。
我的家乡在湖北,那里也产杨梅。但今天这箱杨梅,是我收到的最意外、最好的礼物。看着同事和家人分享它们,是我人生最幸福的时刻之一。
在我以为不会再有感动的时候,我被这份单纯、真切的情谊深深地感动了。
2月初,玻尔的老朋友汉斯·汉森来访。汉森在德国研究过光谱学。俩人都是搞物理的,很自然就聊起了各自研究的东西。
汉森听说玻尔正在研究原子结构,就问玻尔,搞清楚原子结构,对搞清楚光谱线的产生,是不是有所帮助?
玻尔听后,一脸茫然,很明显,他鼓捣原子结构时,根本没想过这里能有光谱什么事儿。汉森见状,就建议玻尔,看一下巴尔末公式。
还记得不?28年前,玻尔出生的那一年,喜欢数学游戏的巴尔末老师发表了一个公式,完美描述了氢原子发出的光谱线:
λ=B[m^2/(m^2-n^2)]
m和n为整数。
B=3.6546×10^-7m,是个常数。
这个公式发表后,大家只知道它相当好用,相当强悍,却没人知道它究竟在表达什么。
愁云不展的玻尔一见到这个公式,头顶那片雾霾豁然洞开,透出一泓明澈的天穹,一束天光似灵泉直泻而下,清越的天音倏忽盈耳,直扣心扉。
啥叫醍醐灌顶?啥叫茅塞顿开?玻尔指指自己的头:这就是!
巴老师公式里的那个m和n,都是整数,这不也是量子化的表述吗?!
原子辐射的波长,也有量子化的规律,它只能释放出特定波长的辐射。辐射的波长代表什么?代表能量大小啊!
普朗克和爱因斯坦说什么来着?能量的吸收和发射,是一份一份的,不是h,就是2h、3h……不会是1.22h、2.5h、。
那么,原子是怎么吸收和发射能量的呢?玻尔脑海里浮现出自己建立了一半的氢原子模型:
原子核周围,分布着一些允许的电子轨道。一个电子在第一轨道上无聊地转来转去。
不管是得到能量,还是获得能量,都必须是一份一份的。因此,它不会无缘无故地慢慢失去能量,或者无缘无故地慢慢地得到能量。于是,它就保持了这个稳定的状态,安心地呆在这个轨道。
它在等待。等待一个时机。
一个电磁波飘然经过。按照爱因斯坦的说法:一个光量子飘然经过。不管怎么说,这无疑是一份能量。玻尔更喜欢“一份能量”这个说法,他现在可以接受“能量的吸收和发射必须是一份一份的”,还不能接受“光就是量子”。
这个电子,虽然不止喜欢一个频率,但很明显,它也不是每个频率都喜欢。
这份能量的频率跟电子正对脾气,所以电子将其揽入怀中。出事了。
能量拿多了,电子就没法呆在现在的轨道,它只能向更高层级的轨道迁移。具体移到哪一层,那要看刚才拿到的那份能量有多大。换句话说,那要看那个辐射的频率有多高。它拿到的能量越大,占有的层级就越高。
就像你有千万元,就上千万富翁榜;你有一亿元,就上亿万富翁榜;你有千亿元,就上千亿富翁榜。
财富越大,花销也就越大。爱马仕、玛莎拉蒂各种消费。如果不继续赚钱,千亿富翁就会跌到百亿富翁。电子也是这样。屌丝电子拿到能量,升迁到高层级轨道,就会很亢奋,很得瑟,各种炫富,情绪很不稳定,财富把持不住,就会向下跌,直到跌成屌丝状态——基态为止。跌的同时,它会以辐射的形式释放出能量——这就是我们看到的原子光谱。当然,如果上升后,又拿到新的能量,财富增加了,它还可能继续向上层升。升得越高,就越不稳定。
所以,不同的“能量层级”,也可以看成不同的“势能位置”。电子要向上去,必须获得向上的能量才行。而一旦上去了,就证明它蓄积了一定的“势能”,下跌时,就释放这些势能,跌的“落差”越大,释放的“势能”也就越大。
具体释放多大的能量,也就是说,具体发射多高频率的辐射,那要看它从哪儿跌到哪儿。它所释放的能量,就是起点层级和目标层级之间的能量差。这也是可以算出来的玩意儿。我们现在就假装算一下:
一份能量是hv。
如果一个电子从第4层跌到第1层,那么,它释放的能量是:
E_4-E_1=hv
咱俩假装研究下:E_n的值是一定的,那个h是普朗克常数。这个式子里,唯一可变的,就只有频率v了。
我们发现,电子的“落差”越大,v也就越大。电子在不同的层级间坠落,就发出不同的辐射。由于每一种原子所允许的轨道层级是有限的、并且轨道数量和半径是不同的,所以,不同的原子就有了自己特定的光谱线!
原来如此!原来如此!!天呀!魔幻、神奇、让无数天才迷恋、又让无数天才迷惑的原子光谱,成因原来如此简单!
现在,巴尔末公式背后的秘密,一下子就昭然天下了。
还记得埃格斯特朗测出的那4条可见光谱线吧?它们分别处于红、绿、蓝、紫色区域,名字分别叫:阿尔法、贝塔、伽马、德尔塔(α,β,γ,δ)。不管氢原子怎么折腾,发出多强的光,这几条线是雷打不动,何至于此呢?玻尔算了下,原来,这4条线,是氢原子的电子分别从3、4、5、6楼跌到2楼发出的频率!这就是为什么当巴尔末公式里的n=2,m值分别为3、4、5、6时,得数就分别是这4条谱线的波长:656.210;486.074;434.01;410.12。而让m=7时,又准确预测了第5条线的波长。现在我们明白了,为什么m、n必须是整数,m代表电子从第几层向下跌,而n表示电子最终跌到第几层。所以它俩不可能不是整数。
有的童鞋问了:电子不会总是跌到2楼吧?是不是也会从各种楼层跌落到1楼、3楼或者别的楼层啊?
这个问题提得很及时,也很靠谱。的确,上面所说的这几条线,都是可见光区域的,所以发现得早。因为巴老师的公式能准确描述之,所以,这个系列的光谱线,就叫“巴尔末系列”。后来,人们又从不可见光中发现了氢原子的光谱线:当电子从2楼以上跌到1楼,也就是不管它爬多高,都是一下子跌回屌丝状态——基态时,它所发出的辐射在紫外区域,叫“莱曼系列”;而从4楼以上跌到3楼时,它所发出的辐射在红外区域,叫“帕邢系列”。
咱俩稍加分析,就发现了一个奇怪的现象:跌落多少层,对光谱波长有着决定性的影响。而跌到哪一层,对波长有着更大的影响!跌到基态,放出的能量最大。哪怕是从2楼跌到1楼,只跌落了1层,它发出的也是强悍的紫外线,波长122;而刚才算出来的巴尔末系列中,它从6楼跌到2楼,共跌了4层,它发出的也是可见光波长410,放出的能量明显低于前者(波长越短、能量越大没忘吧?)。
玻尔还发现了一个惊悚的现象:电子上升或跌落,直接就是结果,没有过程!
看着你无辜的眼神,玻尔就知道,他得再强调一遍,电子是“直接”从一个轨道“出现”在另一个轨道的,没有空间过渡。不像咱俩一样,从客厅沙发走到卧室床上,必须经过一段路、无数点,比如卧室的门。而电子偏不。它可以从6楼消失,而直接在1楼出现,不必经过5、4、3、2任何一层。从1楼跃到2楼,也是这样,电子不必经过这两层之间的任何地带、任何一点。
它是怎么做到的?常常跟我们玩瞬间移位的魔术师们在电子面前全部傻眼。
玻尔给电子的这种穿越现象起了个名:跃迁。
正因为电子有这个特异功能,它才能够发出那些“固定”波长的辐射。不然的话,它在迁移过程中,应该连续发射出辐射才对。如果它可以连续发出辐射,那么,就像我们前面说的那样,它死定了。世界真TM奇妙啊!
“莱曼系列”叫“帕邢系列”
正因为电子跃迁是量子化的,它吐纳能量也是量子化的,所以,它的角动量是量子化的,轨道也就只能是量子化的了。于是它无法连续失去能量,也就不能坠毁了。上帝啊,宇宙就这样得救了!
1913年3月6日,玻尔把修改了无数遍的第一篇论文寄给了卢瑟福,论文题目是《论原子和分子的结构》。
虽然,这个新理论很自然地融合了经典力学,但这次,开明的卢瑟福还是被玻尔搞晕了:一方面,玻尔漂亮地解决了卢瑟福原子模型的电子自主坠亡问题,潇洒地拯救了世界。卢瑟福很欣慰;另一方面,玻尔拯救世界的招数违反了经典物理的根本法则,世界的连续性、物理过程的连续性被无情践踏。卢瑟福很忧郁。
我们的世界一直是连续的,现在,被玻尔搞得很分裂。就说这个电子跃迁吧:
电子在轨道上运行一个周期——说白了就是转一圈,就完成了一次震荡。电子每秒沿轨道转多少圈,就是它的振荡频率。按照牛爷、麦爷的理论,电子按照自己的振荡频率释放能量,是很自然的事情。在各个轨道上,电子的频率是不同的,那么,它在跃迁时,频率变化是如何“过渡”的?玻尔体系表示,电子从一个频率变到另一个频率,没有“过渡”,没有中间环节!
好吧,为了世界和平,卢瑟福连这一点也忍了。但另一个问题实在是忍无可忍,不吐不快。他问玻尔:电子怎么知道它要去哪层?
这实在是一个很严重的问题,也是一个不得不说的问题。从波尔的理论看,电子在跃迁之前,应该是未雨绸缪,事先打算好了它要去哪一层。不信你看,拿到相同能量、同样住6楼的电子,它有可能跃到3楼,放出红外线;也有可能跃到2楼,放出可见光;还有可能跃到1楼,放出紫外线。
它凭什么决定放出多少能量?是什么因素“让”它跃到哪层楼?答不出来?难道电子也像银屏玉女一样很随便吗?在所有条件都相同的情况下,会出现不同的结果?!
这对一个骄傲的物理学家来说,简直就是侮辱!
玻尔被问得很尴尬。目前,他的确答不上来。
不过,让玻尔感到更恐怖的,并不是物理卢老师的提问,而是语文卢老师对这篇作文的批语:你写得太长了,应该改改,删一些。
玻尔吓傻了。他知道自己作文超烂,所以寄给卢老师前,已经修改无数遍了,两口子都累坏了,现在卢老师说太长了,还要改……玻尔一咬牙一跺脚,那就改吧!
卢老师欣慰地打开玻尔寄来的修改稿,读起来确实比上一稿好多了,不过狗血的是,论文更长了!如果不是见多识广,恐怕卢老师的一口老血会毁了这篇新稿。
新稿刚到卢瑟福手中,玻尔随后就出现在卢瑟福面前。多亏卢瑟福头脑清醒,否则会以为,玻尔是搭这封信的邮车来的。
玻尔说我来曼彻斯特是度假的。卢瑟福差点就信了。
同志们很快就发现,玻尔其实是来折磨卢老师的。连续几天几夜,玻尔都坚持不懈地跟卢瑟福讨论这篇论文,从理论细节到章法结构,从逻辑推导到语法修辞……一个循循善诱,一个苦口婆心,卢老师“显示了天使般的耐心”,而玻尔则魔鬼般地死缠烂打,寸步不让。结果是,口拙的玻尔战胜了健谈的卢瑟福。论文一字没改,卢瑟福筋疲力尽,无条件投降,同意推荐发表。有意思的是,后来,玻尔承认,卢老师的建议其实是对的。
谁说玻尔口才不好?我们以后会发现,这小子的辩才简直就是无坚不摧!你没崩溃过,那是因为你没跟玻尔辩论过。
随后,玻尔的另外两篇论文:《单原子核体系》、《多原子核体系》分别于9月、11月发表在《哲学杂志》上,也是几乎一字未改。这三篇论文,就是名震量子物理史的、伟大的“三部曲”。
一个崭新的时代就此拉开帷幕。
鬼神莫测的原子结构,奇幻精巧的原子光谱……厚厚的神秘面纱,被这个年轻人一手揭开,世界的基础——原子,面貌焕然一新,真正属于微观世界的理论宣告诞生!
旧体系的基因,虽然仍在它的血液中涌动,但量子灵魂的注入,仍然令旧世界惊疑不已。
让旧世界黯然神伤的,不仅在于它的叛逆,更在于它的力量。量子所到之处,你拒无可拒,逃无可逃。在此起彼伏的反对声中,在浩浩荡荡的白眼乜斜下,大量的实验数据纷纷送来噩耗:它是对的!
人们从厌恶、怀疑到惊惧,又从激愤、叹服到嘉许。
玻尔“三部曲”一时间游转攀旋,响彻物理江湖,悬在头顶的恼人乌云被震得仓皇四散。年轻的玻尔一举成为原子物理的领军人物,救世主的圣光在哥本哈根上空若隐若现,似有似无,抓挠得全世界物理学子心荡神移,几不自持。
然而,正当物理学界上下深入学习贯彻“三部曲”精神,量子和经典理论安定团结,能量辐射一片光明,原子核和电子共建和谐美丽原子世界之时,更多问题接踵而至,破坏了墨迹未干的灿烂篇章和乳臭未干的大好局面,形势急转直下,已臻化尽的乌云又迅速聚拢,块头居然比以前更大,刚刚建立的新理论与旧体系一起,顶着乌云,交换着黯然销魂的眼神,顾影自怜地追忆往日种种……
残垣断壁掩夕阳,孤影长,正神伤,一个冒失鬼从瓦砾间轰然而起,直刺云天,纵声长啸:让暴风雨来得更猛烈些吧!
高尔基欣喜地循声望去。
对不起。我不是海燕。我是量子。