後來,在一位友人的幫助下,他來到了比較安全的哥廷根,這才離死神稍微遠了一步,在這裏,他發表了著名的反對原子彈使用的演講稿。

二次大戰結束以後,為了表彰普朗克的量子力學給人類所帶來的巨大收獲,人們準備在他90大壽的時候,為他隆重慶祝一番,他卻在幾個月前的1947年10月4日,離開了這個“令他歡樂令他憂”的世界,終年89歲。

普朗克雖然永遠地離開了我們,但是他的精神將永遠和天地同在。

是的,隻要科學存在,普朗克這個光輝燦爛的名字也將永遠存在。

普朗克豎起了量子論這麵鮮豔的旗幟之後,率先來到這麵旗幟下麵的,便是愛因斯坦,愛因斯坦接過量子概念,並且在普朗克的基礎上,作了進一步的發揮和發展,賦予了量子力學更為強大的生命力。

按照普朗克的觀點,物質隻能一份一份地吸收或者放出能量,在物質外麵,能量會像水波一樣傳播。愛因斯坦則認為,如果能量隻能以一定的單元或量子而被吸收,則吸收的速率必隨單元的大小而改變,因而必隨振蕩的頻率與溫度而改變。

愛因斯坦應用量子概念取得的最重要成就是解釋了光電效應,發展了光的微粒說。

愛因斯坦認為,光是由具有粒子性的光子組成的,按照量子論,光子的能量應當等於光頻率乘上普朗克常數。光的強度隻表明光粒子的多少,並不表明光粒子的能量高低。

某種頻率的光能夠引起金屬發射電子,是因為光子能量超過了引起電子發射所需要的能量。如果光子能量不夠,就是光子再多也沒有用。這樣,愛因斯坦就解釋了光電效應為什麼和光的強度無關而和頻率有關。

由於愛因斯坦給光子賦予了量子概念和實驗證據(光電效應),光子成為量子論大旗下麵的一員虎將。

在愛因斯坦後麵,丹麥年輕的物理學家玻耳也投奔到了量子論的大旗下麵。

玻爾是一位名聞遐邇的理論物理學家,近代量子物理學的創始人之一。他曾經和其他的科學家一起,製造出了世界上第一顆原子彈。

因為他把經典力學同量子理論結合在一起,描述了電子的軌道運動,從而引起了原子理論的革命。他因之而獲得1922年諾貝爾物理學獎,這一輝煌的成就使他成為20世紀上半葉與愛因斯坦並駕齊驅的最偉大的物理學家之一。

玻爾於1885年10月7日生於哥本哈根,父親是一位著名的生理學家,還在玻爾上中學的時候,父親就盡力啟發他對物理學的興趣,母親出生在教育界很有名望的家庭。玻爾在有利於發展他才華的環境中逐漸長大成人。

玻爾在大學讀書期間,就用振動射流方法對表麵張力進行了實驗和理論上的研究,並榮獲了金質獎章。

後來,他又先後在英國劍橋大學卡文迪許實驗室、曼徹斯特盧瑟福實驗室從事實驗工作,同時進行自己的理論研究。

1913年,28歲的玻爾對盧瑟福關於原子結構的模型,作了修改和重大的發展。

玻爾認為,當電子圍繞帶正電的核在軌道上旋轉時(假設電子軌道是圓形的),電子並不發光,隻有當電子從一個軌道跳躍到另一個軌道時才發光。這樣輻射出的能量就是一個量子。

按照普朗克的理論,能量是光振動數與普朗克常數之乘積,用它就可以計算與軌道躍遷對應的振動數。

玻爾認為,電子可能處在原子核外幾種穩定的軌道當中之一,每種軌道相當於一定的能級;當電子運動狀態改變的時候,它從一個軌道躍遷到另一個軌道;這個能級的變化就反映在吸收或輻射一定能量的光或熱。

關於原子結構的這種模型,就是著名的盧瑟福—玻爾模型,簡稱玻爾模型。

按照這個模型,X射線和原子核外內層電子能級的變化有關;可見光、紅外光和紫外光起源於外層電子能級的變化;放射現象和原子核的變化有關。

到了本世紀30年代中期,核物理學成了熱門。世界各地的著名科學家幾乎都把特別的愛和關注投入到這項事業中去了,使得核物理學獲得了飛速的發展。

1936年,玻爾提出了核反應“液滴模型”,並於1938~1939年間,赴美國同愛因斯坦進行合作,又完成了解釋原子核裂變現象和裂變碎片具有放射性的實驗。

不久,他又揭示了鈾的複雜現象,指出:隻有質量數為235的這種稀有同位素才能由慢中子引起裂變;而質量數為238的半度同位素則不能。這種差別僅僅是由兩種同位素含的中子數不同。

這一重大發現,直接提出了解釋放出巨大核能的鏈式反應的可能性,這為人類研製原子彈提供了理論上的依據。

當時,德國納粹分子為了實現其霸占世界的狼子野心,開始秘密研製原子彈。為了使希特勒的陰謀破產,用戰爭消滅戰爭,羅斯福總統接受了愛因斯坦關於生產原子彈的建議,玻爾以顧問的身份,參與了整個製造原子彈的工作過程。

後來,當他通過各種渠道了解到希特勒無力製造這種殺傷性武器後,並同羅斯福進行了一次長時間的傾心交談,且達成共識,在任何情形之下,都絕對禁止使用原子彈。

然而,1945年8月6日,在羅斯福去世不久,杜魯門政府下令,在日本廣島上空扔下了一枚原子彈,使眾多無辜百姓在瞬間便魂歸西天,給人類帶來了巨大的災難。

1945年8月底,玻爾得知這一消息後不久,便憤然離開美國,回到自己的祖國丹麥。1962年11月8日,玻爾在哥本哈根病逝。

量子論隻是量子力學革命中的序幕。在這出序幕中,量子概念把經典物理學中能量是連續的這個概念打破了,它在光電效應、原子結構等方麵顯示了非凡的生命力。

1925年前後,量子力學發展到了頂峰狀態。

法國科學家德布羅意大膽地指出,並不是所有的物質性質都可以用“是由微粒組成的”這一理論來解釋。他認為,除了無數可以用這一理論解釋的現象以外,還存在另外一些現象,它們隻有假定物質就其本性來說是一種波動,才能加以解釋。

德布羅意通過實驗研究了電子束被晶體表麵反射或穿過薄晶體時發生的現象,用這些實驗方法得到的實驗結果充分證實了他自己的理論,證明了物質具有波動性這個事實。

因此,不是存在兩個世界(一個光和波的世界和另一個物質和微粒的世界),而是隻有一個單一的宇宙,它的某些特性可以用波動理論來說明,另一些特征則可以用微粒理論來加以說明。

德布羅意的真知灼見引起了蘇黎世大學的青年物理學家薛定諤的注意。

受德布羅意波粒二重性思想的啟發,薛定諤覺得,對於電子的運動來說應當能夠找到一個波動方程,就像波動方程決定著光的傳播那樣,這個方程決定著這些波。人們可以通過解這個波動方程去挑選適合於原子內部運動的振蕩。

薛定諤還成功地確定了一係列作不同運動的電子的波動方程,隻有當係統的能量取普朗克常數所決定的分立值時,這些方程才有確定的解。

在玻爾理論中,電子軌道的這些分立能量值是假設的,但在薛定諤量子力學的波動力學體係,也就是薛定諤方程中,它們完全是可以證實的。

德國物理學家海森堡發表著名的量子力學比薛定諤理論早一些。

根據海森堡的理論,人們必須從一些可直接觀察的物理量出發,去尋找把這些物理量聯係起來的規律。而首先要考慮物理量應該是原子和分子光譜中譜線的頻率和強度。

然而,海森堡把這樣一個光譜的所有振動的組合看作是一個係統。為了對這個係統作數學處理,他建立了一些計算符號和規則。

原子和分子的不同種類的運動構成了海森堡量子力學中的不同係統。海森堡量子力學使原子光譜的分類成為可能。經過艱難曲折的路程,海森堡和德國物理學家玻恩、約爾丹等共同創立了量子力學的矩陣力學體係。

狄拉克從最普遍的條件出發,建立了波動力學,提出了滿足相對論條件的要求。

以前,電子的自旋是為了解釋實驗事實而作為一個假設引入理論的。現在,從問題的普遍闡述出發,自旋是作為狄拉克普遍理論的一個結果而出現的。

狄拉克還成功地把波動方程分成兩個方程,得出了兩組解,其中的一組解表明有大小和電荷與負電子相等的正電子存在,實驗發現正電子的存在已極好地證明了狄拉克的理論。

如果說普朗克所創立的量子力學是高高飄揚在物理學天空中的一麵鮮豔的旗幟,那麼德布羅意和薛定諤、海森堡和狄拉克又以自己的努力使這麵旗幟舉得更高,在20世紀的人類的頭頂上更鮮豔。

在這麵旗幟的指引下,“量子力學”那扇沉重的大門被緩緩地打開了,科學進入了原子時代,人類認識又一次產生了重大的飛躍。