後來的曆史學家們在評論玻爾的理論時,總是會用到“半經典半量子”,或者“舊瓶裝新酒”之類的詞語。它就像一位變臉大師,當電子圍繞著單一軌道運轉時,它表現出經典力學的麵孔,一旦發生軌道變化,立即又轉為量子化的樣子。雖然有著技巧高超的對應原理的支持,這種兩麵派做法也還是為人所質疑。不過,這些問題還都不是關鍵,關鍵是,玻爾大軍在取得一連串重大勝利後,終於發現自己已經到了強弩之末,有一些堅固的堡壘,無論如何是攻不下來的了。
比如我們都已經知道的原子譜線分裂的問題,雖然在索末菲等人的努力下,玻爾模型解釋了磁場下的塞曼效應和電場下的斯塔克效應。但是,大自然總是有無窮的變化令人頭痛。科學家們很早就發現了譜線在弱磁場下的一種複雜分裂,稱作“反常塞曼效應”(The Anomalous Zeeman Effect)。這種現象要求引進值為1br2的量子數,玻爾的理論對之無可奈何,一聲歎息。這個難題困擾著許多最出色的科學家,簡直令他們抓狂得寢食難安。據說,泡利在訪問玻爾家時,就曾經對玻爾夫人的問好回以暴躁的抱怨:“我當然不好!我不能理解反常塞曼效應!”還有一次,有人看見泡利一個人愁眉苦臉地坐在哥本哈根的公園裏,於是上前問候。泡利哇哇大喊道:“當然了,當你想到反常塞曼效應的時候,你還能高興得起來嗎?”
這個問題,一直要到泡利提出他的不相容原理後,才算最終解決。
另外玻爾理論沮喪地發現,自己的力量僅限於隻有一個電子的原子模型。對於氫原子,氘原子,或者電離的氦原子來說,它給出的說法是令人信服的。但對於哪怕隻有兩個核外電子的普通氦原子,它就表現得無能為力。準確來說,在所有擁有兩個或以上電子的模型中,玻爾理論所給出的計算結果都不啻是一場災難。甚至對於一個電子的原子來說,玻爾能夠說清的,也隻不過是譜線的頻率罷了,至於譜線的強度、寬度或者偏振問題,玻爾還是隻能聳聳肩,以他那大舌頭的口音說聲抱歉。
在氫分子的戰場上,玻爾理論同樣戰敗。
為了解決所有的這些困難,玻爾、蘭德(Alfred Lae;)、泡利、克喇默斯(Hendrik A. Kramers)等人做了大量的努力,引進了一個又一個新的假定,建立了一個又一個新的模型,有些甚至違反了玻爾和索末菲的理論本身。到了1923年,慘淡經營的玻爾理論雖然勉強還算能解決問題,並獲得了人們的普遍認同,它已經像一件打滿了補丁的袍子,需要從根本上予以一次徹底變革了。哥廷根的那幫充滿朝氣的年輕人開始拒絕這個補丁累累的係統,希望重新尋求一個更強大、更完美的理論,從而把量子的思想從本質上根植到物理學裏麵去,以結束像現在這樣苟且的寄居生活。
後來的曆史學家們在評論玻爾的理論時,總是會用到“半經典半量子”,或者“舊瓶裝新酒”之類的詞語。它就像一位變臉大師,當電子圍繞著單一軌道運轉時,它表現出經典力學的麵孔,一旦發生軌道變化,立即又轉為量子化的樣子。雖然有著技巧高超的對應原理的支持,這種兩麵派做法也還是為人所質疑。不過,這些問題還都不是關鍵,關鍵是,玻爾大軍在取得一連串重大勝利後,終於發現自己已經到了強弩之末,有一些堅固的堡壘,無論如何是攻不下來的了。
比如我們都已經知道的原子譜線分裂的問題,雖然在索末菲等人的努力下,玻爾模型解釋了磁場下的塞曼效應和電場下的斯塔克效應。但是,大自然總是有無窮的變化令人頭痛。科學家們很早就發現了譜線在弱磁場下的一種複雜分裂,稱作“反常塞曼效應”(The Anomalous Zeeman Effect)。這種現象要求引進值為1br2的量子數,玻爾的理論對之無可奈何,一聲歎息。這個難題困擾著許多最出色的科學家,簡直令他們抓狂得寢食難安。據說,泡利在訪問玻爾家時,就曾經對玻爾夫人的問好回以暴躁的抱怨:“我當然不好!我不能理解反常塞曼效應!”還有一次,有人看見泡利一個人愁眉苦臉地坐在哥本哈根的公園裏,於是上前問候。泡利哇哇大喊道:“當然了,當你想到反常塞曼效應的時候,你還能高興得起來嗎?”
這個問題,一直要到泡利提出他的不相容原理後,才算最終解決。
另外玻爾理論沮喪地發現,自己的力量僅限於隻有一個電子的原子模型。對於氫原子,氘原子,或者電離的氦原子來說,它給出的說法是令人信服的。但對於哪怕隻有兩個核外電子的普通氦原子,它就表現得無能為力。準確來說,在所有擁有兩個或以上電子的模型中,玻爾理論所給出的計算結果都不啻是一場災難。甚至對於一個電子的原子來說,玻爾能夠說清的,也隻不過是譜線的頻率罷了,至於譜線的強度、寬度或者偏振問題,玻爾還是隻能聳聳肩,以他那大舌頭的口音說聲抱歉。
在氫分子的戰場上,玻爾理論同樣戰敗。
為了解決所有的這些困難,玻爾、蘭德(Alfred Lae;)、泡利、克喇默斯(Hendrik A. Kramers)等人做了大量的努力,引進了一個又一個新的假定,建立了一個又一個新的模型,有些甚至違反了玻爾和索末菲的理論本身。到了1923年,慘淡經營的玻爾理論雖然勉強還算能解決問題,並獲得了人們的普遍認同,它已經像一件打滿了補丁的袍子,需要從根本上予以一次徹底變革了。哥廷根的那幫充滿朝氣的年輕人開始拒絕這個補丁累累的係統,希望重新尋求一個更強大、更完美的理論,從而把量子的思想從本質上根植到物理學裏麵去,以結束像現在這樣苟且的寄居生活。
玻爾體係的衰落和它的興盛一樣迅猛。越來越多的人開始關注原子世界,並做出了更多的實驗觀測。每一天,人們都可以拿到新的資料,刺激他們的熱情,去揭開這個神秘王國的麵貌。在哥本哈根和哥廷根,物理天才們興致勃勃地談論著原子核、電子和量子,一頁頁寫滿了公式和字母的手稿承載著靈感和創意,交織成一個大時代到來的序幕。青山遮不住,畢竟東流去。時代的步伐邁得如此之快,使得腳步蹣跚的玻爾原子終於力不從心,從曆史舞台中退出,消失在漫漫黃塵中,隻留下一個名字讓我們時時回味。