各位读者,你知道他们发现了什么?原来随着锌板方向变化,电子束的强度也在变化,这种现象很像一束波绕过障碍物时发生的衍射那样。但是电子明明是粒子啊,它怎么能有波的性质呢?戴维逊师徒两人又将这个实验重复了多遍,仍然如此,他们一下跌入闷葫芦里。要说电子也是波,这简直就好像说人头上长角一样不可思议。他们百思不得其解,就这样在闷葫芦里一直闷了两年。
两年后的一个夏天,戴维逊访问英国,遇到著名的物理学家玻恩。两人刚坐好,戴维逊就迫不及待地将那个在肚子里憋了两年的问题提了出来。玻恩不听犹可,一听戴维逊如此这般的描述,便喜不自禁,也不顾是与客人初次见面,突然在对方肩上拍了一把,大声说道:“朋友,您已经撞开了上帝的大门。”
“难道电子真的也是一种波吗?”
“是的,光有波粒二象性,一切物质微粒也有波粒二象性,电子也不例外。这正是欧洲大陆上近年来最新的理论。可惜这个假设还从没有人来验证,想不到证据却操在您的手里。”
“看来我们美国与这里远隔重洋,真是消息闭塞。我要是早一点儿来访问,何至于苦闷两年呢?快请您告诉我是谁提出了这个伟大的假设。”
“就是那个法国人德布罗意,这个人本是学文科的,半路出家投身物理。但也正因此他没有我们同行中惯有的旧框子,所以倒捷足先登。他不但提出假设,还推出公式,能具体地求出粒子的波长呢。他的论文发表在法国科学院会议周报上和英国的《哲学杂志》上,您可以仔细研究一下。”
各位读者,容作者在这里插几句闲话。德布罗意和戴维逊等人证明电子是波,这实在抽象,我们这里只举一个例子就可知这个理论的威力。我们平常所以能看到东西是靠光,那是平常的光作用于物体,再反射到我们眼里。光学显微镜显示物体微小细部的能力,以所使用的光的波长短到什么程度而定。因此,放大能力最强的显微镜便使用紫外光。这好比我们撬一块大石头,要用一根粗木棍,而剔牙时却只能用一根细牙签了。好了,现在证明电子和光一样也是波,而且它的波长比紫外光要小几千倍,何不用它来代替光显示物体呢?果然,人们把电子束集中在一个焦点上,射过物体,便在荧光屏上得到一个放大的图像。1932年世界上出现第一架电子显微镜。1938年美国人制成了一架能放大三万倍的电子显微镜,而当时最大的光学显微镜也只能放大两千五百倍,现在人们使用的电子显微镜已经能放大到二十万倍以上了。
再说这个海森堡越研究越深。最后,他发现我们虽然可以在宏观世界里准确地观察任何现象,而在微观世界里简直做不到这一点。这好比我们用一支粗大的测海水温度的温度计去测一杯咖啡的热量,温度计一放进去,同时就要吸收掉不少热量,所以我们根本无法测准杯子里原来的温度。而作为原子内的能量如此之小,任我们制成怎样精确的仪器,也会对它有所干扰。观察者及其仪器永远是被观察现象的一个不可分割的部分,一个孤立自在的物理现象是永不存在的,这便是“测不准原理”。我们生活在这个物理世界,身在此山中,难识庐山真面目。
玻尔身体强壮,年轻时曾是丹麦国家足球队队员,所以他后来获诺贝尔奖时,一家丹麦报纸曾有这样一条幽默的大标题:足球名将玻尔获诺贝尔物理学奖。
