第5節(1 / 2)

同時標誌著經典物理的頂峰。物理學的大廈從來都沒有這樣地金壁輝煌,令人歎為觀止。牛頓的力學體係已經是如此雄偉壯觀,現在麥克斯韋在它之上又構建起了同等規模的另一幢建築,它的光輝燦爛讓人幾乎不敢仰視。電磁理論在數學上完美得難以置信,著名的麥氏方程組剛一問世,就被世人驚為天物。它所表現出的深刻、對稱、優美使得每一個科學家都陶醉在其中,玻爾茲曼(LudwigBoltzmann)情不自禁地引用歌德的詩句說:“難道是上帝寫的這些嗎?”一直到今天,麥氏方程組仍然被公認為科學美的典範,即使在還沒有赫茲的實驗證實之前,已經廣泛地為人們所認同。許多偉大的科學家都為它的魅力折服,並受它深深的影響,有著對於科學美的堅定信仰,甚至認為:對於一個科學理論來說,簡潔優美要比實驗數據的準確來得更為重要。無論從哪個意義上來說,電磁論都是一種偉大的理論。羅傑·彭羅斯(RogerPenrose)在他的名著《皇帝新腦》(TheEmperorsNewMind)一書裏毫不猶豫地將它和牛頓力學,相對論和量子論並列,稱之為“Superb”的理論。

物理學征服了世界。在19世紀末,它的力量控製著一切人們所知的現象。古老的牛頓力學城堡曆經歲月磨礪風雨吹打而始終屹立不倒,反而更加凸現出它的偉大和堅固來。從天上的行星到地上的石塊,萬物都必恭必敬地遵循著它製定的規則。1846年海王星的發現,更是它所取得的最偉大的勝利之一。在光學的方麵,波動已經統一了天下,新的電磁理論更把它的光榮擴大到了整個電磁世界。在熱的方麵,熱力學三大定律已經基本建立(第三定律已經有了雛形),而在克勞修斯(RudolphClausius)、範德瓦爾斯(J.D.VanderWaals)、麥克斯韋、玻爾茲曼和吉布斯(JosiahWillardGibbs)等天才的努力下,分子運動論和統計熱力學也被成功地建立起來了。更令人驚奇的是,這一切都彼此相符而互相包容,形成了一個經典物理的大同盟。經典力學、經典電動力學和經典熱力學(加上統計力學)形成了物理世界的三大支柱。它們緊緊地結合在一塊兒,構築起了一座華麗而雄偉的殿堂。

這是一段偉大而光榮的日子,是經典物理的黃金時代。科學的力量似乎從來都沒有這樣的強大,這樣地令人神往。人們也許終於可以相信,上帝造物的奧秘被他們所完全掌握了,再沒有遺漏的地方。從當時來看,我們也許的確是有資格這樣驕傲的,因為所知道的一切物理現象,幾乎都可以從現成的理論裏得到解釋。力、熱、光、電、磁……一切的一切,都在控製之中,而且用的是同一種手法。物理學家們開始相信,這個世界所有的基本原理都已經被發現了,物理學已經盡善盡美,它走到了自己的極限和盡頭,再也不可能有任何突破性的進展了。如果說還有什麼要做的事情,那就是做一些細節上的修正和補充,更加精確地測量一些常數值罷了。人們開始傾向於認為:物理學已經終結,所有的問題都可以用這個集大成的體係來解決,而不會再有任何真正激動人心的發現了。一位著名的科學家(據說就是偉大的開爾文勳爵)說:“物理學的未來,將隻有在小數點第六位後麵去尋找”。普朗克的導師甚至勸他不要再浪費時間去研究這個已經高度成熟的體係。

19世紀末的物理學天空中閃爍著金色的光芒,象征著經典物理帝國的全盛時代。這樣的偉大時期在科學史上是空前的,或許也將是絕後的。然而,這個統一的強大帝國卻注定了隻能曇花一現。喧囂一時的繁盛,終究要像泡沫那樣破滅凋零。

今天回頭來看,赫茲1887年的電磁波實驗(準確地說,是他於1887-1888年進行的一係列的實驗)的意義應該是複雜而深遠的。它一方麵徹底建立了電磁場論,為經典物理的繁榮添加了濃重的一筆;在另一方麵,它卻同時又埋藏下了促使經典物理自身毀滅的武器,孕育出了革命的種子。

我們還是回到我們故事的第一部分那裏去:在卡爾斯魯厄大學的那間實驗室裏,赫茲銅環接收器的缺口之間不停地爆發著電火花,明白無誤地昭示著電磁波的存在。

但偶然間,赫茲又發現了一個奇怪的現象:當有光照射到這個缺口上的時候,似乎火花就出現得更容易一些。

赫茲把這個發現也寫成了論文發表,但在當時並沒有引起很多的人的注意。當時,學者們在為電磁場理論的成功而歡欣鼓舞,馬可尼們在為了一個巨大的商機而激動不已,沒有人想到這篇論文的真正意義。連赫茲自己也不知道,量子存在的證據原來就在他的眼前,幾乎是觸手可得。不過,也許量子的概念太過爆炸性,太過革命性,命運在冥冥中安排了它必須在新的世紀中才可以出現,而把懷舊和經典留給了舊世紀吧。隻是可惜赫茲走得太早,沒能親眼看到它的誕生,沒能目睹它究竟將要給這個世界帶來什麼樣的變化。

終於,在經典物理還沒有來得及多多體味一下自己的盛世前,一連串意想不到的事情在19世紀的最後幾年連續發生了,仿佛是一個不祥的預兆。