什么和什么是世界上最伟大的两种力量高尔基是什么奠基人苏联

  我们今天所看到的苏联政权嘚政治性格是意识形态和环境的产物苏联现今领导人从产生也们政治背景的那个运动中继承下来的意识形态和他们在俄国执掌已近三十年嘚政权的环境很少有心理分析的工作比弄清这两种因素的相互作用及每个因素在决定苏联行为中的地位这个工作更难的了。尽管如此, 为叻理解和有效地对付苏联的行为, 必须作这样的努力
  要概括出苏联领导人夺取政权时所带着的一整套意识形态观念是困难的。马克思嘚理论在俄国共产主义版本中总是在发生着微妙的变化作为其理论基础来源的材料是广泛而又复杂的。但是年时, 俄国共产主义思想的最主要内容可以归纳如下人类生活的中心因素是物质产品的生产和交换制度, 它决定社会生活的性质与“ 社会面貌” , 资本主义的生产方式是罪惡的, 它必然导致资本拥有者阶级对工人阶级的剥削, 不能充分发展社会经济和公平地分配劳动者创造的物质产品资本主义包含着导致白身毁滅的种子, 由于资本拥有者阶级不能适应经济的发展变化, 它必然引起革命和使政权转移到工人阶级手中,作为资本主义最后阶段的帝国主义必萣导致战争和革命其也内容可用列宁自己的话来概括“ 经济政治发展的不平衡是资本主义的绝对规律。由此就应得出结论社会主义可能艏先在少数或者甚至在单独一个资本主义国家内获得胜利这个国家内获得胜利的无产阶级既然剥夺了资本家并在本国组织了社会主义生產, 就会起来反对其余的资本主义世界, 把其池国家的被压迫阶级吸弓到自己的方面来, ? ?” 应当指出, 他们认为如果没有无产阶级革命, 资本主义不會自行灭亡。为了推翻摇摇欲坠的制度, 一定要有来自无产阶级革命运动的最后推动力这种推动力被认为迟早是要到来的。
  在俄国革命爆发以前五十多年中, 参加革命运动的人们狂热地信奉这套思想由于受挫, 不满、无自我表现的希望或急于自我表现以及在沙皇统治制度嘚严密控制下选择流血的革命作为改善社会境况的手段此种行为缺乏“ 泛的支持, 这些革命家们便在马克思主义理论中为自己本能的欲望找箌了极为方便的理论依据。马克思主义理论为他们烦躁情绪、全盘否定沙皇制度下的价值观、追求权力的欲望和雪耻心理以及寻求捷径实現这些愿望的倾向提供了违反科学的理论根据因此毫不奇怪, 他们坚信马克思列宁主义教义是千真万确、合理有效的, 因为这一教义迎合他們那种易冲动, 激情感的心理。没必要怀疑他们的虔诚这是和人性本身一样久的现象。爱德华特• 吉本 说得最精辟不过了, 池在《罗马帝国的衰亡史》中这样写道“ 笃信到欺骗, 这一步是非常危险而又不知不觉的圣贤苏格拉底告诉我们, 聪明的人可能为自己欺骗, 善良的人可能愚弄池囚, 人的良心正是处于自我幻觉和有意欺骗的混和的中间状态” 正是带着这一整套观念, 布尔什维克党夺取了政权。
  应当指出, 在整个准備革命的时期, 这些人的注意力, 跟马克思本人一样 , 更多的放在击败竟争对手而非今后社会主义所采取的形式上, 在他们看来, 前者先于后者一旦掌权, 他们对应该实施的纲领的看法很大部分一上是模糊的、空想的和不切实际的。除了工业国有化和剥夺私人大资本外, 没有一致的纲领方针他们对待农民的办法根据马克思主义的公式不同于对待无产阶级在俄国共产主义思想中就是一个含糊不清的问题, 在共产党执政的最初十年中, 一直是一个引起争论、举棋不定的问题。
  革命后最初一段时期的环境一一内战、外来千涉以及共产主义者仅仅代表着俄国人囻中极少的一部分—这使得必须建立独裁政权“ 战时共产主义” 和过急消灭私人生产与私人商业造成了不良的经济后果、招来了对新生政权更多的敌视。暂时缓慢俄国的共产主义化过程是以新经济政策为标志, 减缓了某些经济困难, 达到了一定目的然而它也表明, “ 社会中的資本主义因素” 总是设法从政府放松政策中谋取好处, 如果允许其继续存在的话, 他们始终是威胁苏维埃政权的强大的反对力量与竞争对手。個体农民的情况也类似, 尽管力量很少, 他们亦属私有生产者
  如果列宁在世的话, 为着俄国社会的最终利益, 他或许会以伟人的气魄调和这些相冲突的力量, 当然我们不能确定池真的会这样做‘ 即使列宁会这样做, 斯大林及其在争夺列宁继承权斗争中的追随者们也不会容忍他们所凱觑的政权下存在着竞争的政治力量。他们的不安全感太强烈了他们那种特有的极度强烈的狂热性和戒备心理与盎格鲁—撒克逊的妥协傳统格格不入, 使得不可能实行长久的分权。从孕育他们的俄罗斯—亚细亚世界, 他们形成了对于竞争力量长久地和平共处的可能性极度怀疑嘚心理由于轻信自己教义的正确性, 他们总是坚持竞争力量或屈从我或被消灭。共产党之外的俄国社会本身并不僵化人们的任何形式的囲同行为与组织皆受党的操纵。在俄国, 不允许存在其他具有活力与感召力的组织只有党具有严密的组织结构。除了党之外, 便是无组织无朤的的杂乱的群众
  苏联党内, 情况亦如此。党员群众虽然可能参加选举, 参与制订、讨论和执行政策, 但是他们参加这些活动时并不是从洎己的意愿出发, 而是要仰上级党的领导的鼻息, 揣摸“指示”的含义
  应当再次强调的是, 这些人搞专制主观上或许并不是出干个人的目嘚。他们无疑相信—井且很容易这样相信一一自己知道什么是于社会有益的, 一旦权力获得稳固和不可改变的地位, 就会努力为社会谋福利為了达到权力稳固的目的, 他们不顾上帝规条与人类道德不择一切手段。只有等到他们觉得安全时, 才会开始考虑如何使信赖自己的人民过得圉福与舒适
  关于苏联政权最突出的环境即, 迄今为止, 该政权的政治巩固过程尚未完成, 克里姆林宫的人还深陷于巩固和强化他们在年所獲得的政权之斗争中。他们这样做的主要目的是对付俄国内部的反对势力, 但也有对付外部世界的意图因为意识形态教导它们, 外部世界是敵视苏联的, 最终推翻境外的政治势力是他们的历史使命。俄国的历史与传统支持了他们的这种认识最后, 他们自己挑衅性的不妥协行动惹來了外部世界的反应。于是也们, 用吉本的另一句话来说, 又被迫应付自己所挑起的敌对行为通过把外部世界描绘成自己的敌人从而证明自巳正确, 这是每个人所具有的、无可否认的特权因为如果池经常地、反复地这么认为并将之作自己的行为基础, 那么他必定是正确的。
  由於他们精神世界和意识形态的特点, 苏联领导人从不承认敌对他们的行为含有合理的、正义的因素这种敌对行为, 从理论上说, 只能来自反动嘚、顽固的和垂死的资本主义。只要宫方承认俄国尚存资本主义的残余, 这就可以被当作维持独裁政权的原因但是,当这些残余开始逐渐消夨, 独裁政权之合理性就越来越站不住脚了, 而且当官方正式宣称这些残余已被最后清除之后, 其存在之合理依据就完全丧失了。这促使苏联统治集团采取新的手法, 因为俄国已不存在资本主义, 同时又不允许处于其统治下的人民自发产生的严重的与广泛的异己力量之存在, 这样就有必偠通过强调国外资本主义的威胁, 为继续维持独裁制度提供合法依据
  这种做法很早就己开始。年, 斯大林特别指出, 维持“ 镇压机关” 主偠指军队和秘密警察是因为“ 只要存在资本主义的包围, 就有被干涉的危险和由此引起的一切后果”根据这种理论, 从那时起, 俄国国内的一切反对力量均被描述为敌视苏联政权的国外反动势力的代理人。
  同样地, 他们极力强调社会主义和资本主义世界存在着根本的对抗这一囲产主义观点许多事实证明, 这是毫无根据的。由于一方面国外确实存在由苏联哲学与行为所引起的敌视心理, 另一方面历史上某些时候军倳强国特别是三十年代的纳粹德国和日本确实有侵略苏联的计划, 真实的情况被掩盖了但事实上, 莫斯科强调面临着外部世界对苏联社会的威胁,并不是因为真有来自国外的敌视的现实, 而是为了给维持国内独裁制度制造借口。
  因此, 维护苏联现政权即在国内建立至高无上的权威, 和由此而来的编造外国敌视的神话, 这一切决定了我们今天所看到的苏联政权机器的特征未能适应上述目的的国内机关逐渐被裁减与取締, 反之则不断膨胀。苏联政权的安全是建立在党的铁的纪律、无所不在和严厉残暴的秘密警察以及牢固的国家经济垄断的基础上的苏联領导人得以对付竞争力量以求得安全的“ 镇压机关” , 很大程度上成了人民他们应当服务的对象的太上皇。今天, 苏联主要政权机关的任务是唍善独裁制度和在民众中维持这么一种观念, 即俄国处于包围之中,敌人就在城墙下组成权力机构的百万官僚们必须尽一切努力在人民中维歭这种观念, 否则他们自己就是多余的了。
  从目前看来, 俄国统治者不会取消镇压机关建立专制政权的过程己经进行了近三十年, 这在当玳是空前的至少从范围之广‘这一点来说, 它除了弓起国外的敌视外, 亦导致了国内反抗。警察机关强化的结果, 是使反对政权的潜在力量越来樾强大与危险
  俄国统治者决不会放弃也们借以维持独裁政权的神话。因为这个神话己成苏联哲学不可分割的一部分, 通过比单纯的意識形态力量还大的纽带, 它己深深地嵌人苏联思想体系之中
  前面谈了这么多的厉史背景。那么它是如何反映在我们今天所看到的苏联政权的政治性格上呢?
  传统的意识形态理论尚未被放弃他们仍然坚信资本主义是罪恶的、必然要灭亡的, 无产阶级的历史使命是促使资夲主义灭亡, 将政权掌握在自己手中。但他们更多的强调关系到苏联政权本身的一些观念上, 即作为黑暗、误入岐途的世界中唯一的、真正的社会主义政权的地位及其内部之权力关系。
  在这些观念中, 首先他们强调资本主义与社会主义之间固有的对抗我们己经看到, 这个观念是如此之深地嵌人苏联政权基础中。它对作为国际社会一员的苏联的行为有着深远的影响这意味着苏联总不可能真正地相信自己与资夲主义强国的目标有一致的地方。莫斯科总是认为, 资本主义世界的目的是敌视苏联的, 因而也就是违背它所控制的苏联人民的利益的如果某个时候, 苏联会在违背这一观念的协议上签字的话, 这只不过是对付敌手的策略手段而已, 苏联的做法是“ 买主自行当心” 。苏联人声称这种對抗仍然存在这是虚构的。由此产生了克里姆林宫对外政策中许多令人迷惑的现象躲躲闪闪、守口如瓶、欺诈蒙骗、疑心重重以及不怀恏意在可见的将来, 这些现象不会消失。当然, 其程度与侧重点会有所不同当苏联人有求于我们时, 上述这种或那种行为会有所收敛这种时候, 总有些美国人会欣喜若狂, 认为“ 俄国人变了”,甚至有些人竟以所谓的自己带来了这种“ 变化” 而居功。我们切不可为策略手段所迷惑蘇联政策的这些特征以及导致其产生的观念, 与苏联内部政权性质密切相关, 只要苏联政权性质没有改变, 我们就必然要面对着这种行为, 不管是奣示的还是暗示的。
  这意味着, 在今后很长时间内, 苏联仍是很难打交道的但并不是说, 苏联要进行你死我活的斗争, 以便在一个确定的时間内推翻我们的社会制度。值得庆幸的是, 苏联关于资本主义最终必然灭亡的理论包含这样一层意思, 即它并不急于实现这一目标进步势力鈳以为最后决战作长期的准备。在此期间, 至关重要的是, 国内外的共产主义者应当热爱与捍卫“ 社会主义祖国” —已经取得胜利的、作为社會主义力量中心的苏维埃社会主义联盟, 促进她的繁荣, 困扰与消灭她的敌人在国外推行未成熟的、“ 冒险的” 革命计划, 会使莫斯科处境难堪, 因此被视为“ 决不能原谅” 甚至是“ 反革命” 的行动。莫斯科所定义的社会主义事业, 就是支持和发展苏联的力量
  我们再来看苏联嘚第二个观念, 即克里姆林宫是一贯正确的。在苏联权力思想中, 不允许存在除党之外的独立组织, 因此就必须在理论上把党的领导作为真理的唯一源泉如果其他地方亦有真理的话, 那就应允许其池组织存在与自由表达其意志, 这是克里姆林宫不能也决不会允许的。
  因此党的领導总是正确的, 甚至自从年斯大林通过宣布政治局一致原则从而正式确立池的个人权力以来, 亦是如此
  由于党一贯正确, 因而便有党的铁嘚纪律。事实上, 两者是互为依据的建立严格的纪律需要承认党的一贯正确, 党的一贯正确要求遵守纪律。两者一起决定了整个苏联政权机器的行为如果不考虑第三个因素, 还不足以理解这两者的作用, 即党为了策略上的考虑, 可以在任何时候随心所欲地提出某种理论, 如果它被认為有益于其事业的话, 并且要求全体党员忠实地、无条件地接受这种理论。这就是说, 真理不是永恒的, 它实际上可以由苏联领导人自己根据需偠与目的创造出来真理可以每周不同、月月有异, 它不是绝对的、不可变更的—非产生于客观现实。这仅仅是某些人当时智慧的表白, 因为怹们代表着历史的规律这些因素造成了苏联政权机器的目标是僵硬与固执的。这种目标可由克里姆林宫随意改变,而其他国家则无法做到這一点一旦在某个特定的问题上制定了党的路线, 整个苏联政府机构包括外交机关, 就象上满发条的玩具汽车沿着既定的方向前进, 直至遇到鈈可抗拒的力量才停下来。组成这个政权机器的个人, 不为外来的论点与理由所打动他们受到的全部教育就是教导他们不信任与怀疑外部卋界。就象留声机前的白狗, 他们只听“ 主人的声音” 只有主人才能改变也们的目标。因此, 外国使节不可企望池的话会对苏联领导有所影響他们至多能希望的是自己的话会被传给苏联最高领导阶层, 只有他们才能改变党的路线。但是,这些人不可能会为资产阶级代表通常的逻輯所动摇由于目标不同, 思维方式亦不可能一致。因此, 事实比言辞对克里姆林宫更有说服力, 只有以无可辨驳的事实作后盾的言辞, 俄国人才聽得进
  但是, 我们已经知道, 意识形态并没要求他们急于实现目标。和教会一样, 他们只经营意识形态概念具有长远意义, 可以耐心等待目標的实现他们决不会为了虚幻的未来而冒丧失目前所得的风险。列宁本人就教导说, 追求共产主义目标既要谨慎又要灵活这种告诫由于俄国历史上的教训更显重要在毫无防御的广阔平原上与游牧民族进行了几个世纪“ ”混战, 谨慎、考虑周全灵活与欺诈是非常有用的品质这些品质为俄罗斯和东方民族所崇尚。因此, 俄国人并不因为在此自己更强大的敌手面前退却而觉得丢面子由于没有一个达到目的的确定时間, 他们不会为进行必要的退却而不安。俄国的政治行为就象一条不停流动的溪流, 朝着一个既定的目标前进它主要关心的是灌满世界权力盆地中可以达到的每一个角落和缝隙。如果在前进的道路遇到不可逾越的障碍, 它会达观地接受并适应这一现实重要的是永远朝着一个最終的目标前进。在苏联哲学中, 并无一定要在一个确定时间内实现目标的思想
  因此, 对付苏联外交比对付诸如拿破仑和希特勒等极富侵畧性的首脑人物的外交既容易又困难。一方面, 也们对敌手的力量更敏感, 当觉得对方力量太强大时, 更愿意在外交上作出让步, 因此在权力逻辑與语言上更有理智另一方面, 敌方的一次胜利并不能击败他们或使他们丧失信心。由于它坚定固执, 对付俄国不能靠偶而采取的、反映民主卋界公众舆论某个时候要求的行动, 而要执行明智的、具有远见的政策—它在目标坚定、执行中方式多样与灵活应变上都不比苏联的政策逊銫
  在这种情形下, 很清楚, 美国对苏政策最主要方面就是长期的、耐心但坚定和保持警惕的对俄国扩张倾向的遏制。应当指出, 这种政策與装腔作势是不相容的, 它并不等于威胁、恫吓或摆出“强硬”的姿态虽然说克里姆林宫对政治现实的反应基本上是灵活的, 但这决不意味著它会不顾自己的声誉。跟几乎所有其它政府一样, 苏联政权不会在笨拙的恫吓行为面前退缩俄国领导人很了解人类的心理, 他们知道大发脾气和丧失自控决非政治活动中力量的源泉。他们会极力利用敌方这种弱点因此, 为了有效地与俄国打交道, 外国政府绝对必要在任何时候保持冷静与镇定, 要以不易损害其威望的方式向俄国提出要求。
  根据上面的分析, 很清楚, 苏联对西方世界自由制度的压力, 可以通过在一系列变化着的地理与政治点上, 随着俄国政策和手法的变化, 灵活、保持警惕地使用反抗力量而被遏制, 不能以魔力或劝说使之消失俄国人期望萬古长存, 并且看到自己已经取得了巨大的成就。应当记住, 曾经有一个时期, 共产党在俄国国内比苏联今天在世界更缺乏代表性
  如果说意识形态使俄国统治者认为真理在他们一边, 他们可以耐心等待最终的胜利, 那么我们则不受这种意识形态的约束, 可以自由地、客观地判断这┅论点是否站得住脚。苏联这一理论意味着它不仅完全不允许西方对其经济命脉的控制, 而且设想俄国在很长时间能保持团结、纪律和坚韧鈈拔把这种假定变为现实, 如果西方以足够的资源和力量对苏联政权遏制一年, 这对俄国将意味着什么呢?
  苏联领导人利用现代技术给專制带来的便利, 使得人民在其政权下服服贴贴很少有人对也们的权威进行挑战, 就是有也都在国家镇压机关面前败下阵来。
  克里姆林宮亦证明自己能不顾居民的利益, 在俄国建立起重工业基础, 虽然这一过程尚未完成, 但是它仍在继续发展中, 并且日益接近主要工业国家的水平所有这些, 不管是维持国内政治安全还是建立重工业, 都是以人民生活受压抑、期望未实现、精力被耗费为代价的。它要求使用强迫劳动, 其規模与程度在和平时期的现代社会是空前的它造成忽视和损害苏联经济生活的其池方面, 特别是农业、消费品生产、住房建设与交通运输。
  此外, 战争又使得财产损失巨大、人员伤亡惨重和民众疲惫不堪所有这些, 使得今天的苏联人在肉体和精神上都极为疲乏。人民群众感到失望并且不再轻信上当, 如果说苏联政权在国外还有一些吸引力的话, 那么它的国内已经不象过去那么具有魅力了在战时为了策略方面嘚原因而给予宗教的苟延残喘的机会被人民以极大的热情紧紧抓住了。这一事实雄辨地证明、人民对这个政权的目标没有表现出多少信仰囷献身的精神
  在这种情况下, 人民的肉体与精神力量都是有一定限度的。如果超过了这个限度, 就是最残酷的独裁政府也无法驱使他们强制劳动营地和其池强制机关以临时性的条件强迫人民工作, 劳动时间超过了劳动者意愿与单纯的经讲压力所允许的范围即使他们能幸免於难,那时他们也已衰老了, 成了独裁的牺牲品。在上面任何一种情况下, 他们最主要的力量都未能用于造福社会和为国家服务
  希望只有茬年轻一代的身上。青年一代尽管历尽磨难, 但是他们数量众、有活力况且俄国民族是一个很有才能的民族不过还有待于观察儿童时代苏聯独裁政权施加的并随战争增长的精神压力, 于他们成年时的行为有什么样的影响。除了最边远地带的农场与村庄, 诸如家园安全与和平的观念在苏联已经不存在了至今尚不清楚, 这是否对现在正在走向成熟的新的一代的全面能力产生影响。
  另外, 苏联经济虽取得了某些惊人嘚发展, 但其发展是不平衡的、有缺陷的说“资本主义发展不平衡”的俄国共产党人, 当想想自己的国民经济状况时, 应该觉得脸红。苏联经濟的某些部门如冶金和机器制造业所占的比重大大超过其池部门当它还没有称得上公路网的东西仅有一个原始的铁路网时,就竟然想在短時间内成为世界上的工业强国之一。他们虽然已做了不少工作努力提高劳动生产率, 教很原始的农民一些机器操作常识, 但是整个苏联经济严偅管理不善,建设投资急、质量次, 折旧费必须很大, 在广大的经济部门, 尚未把西方熟练工人具有的生产观念与技术自尊运用于生产中
  很難相信, 这些弊端可能为一个疲惫的、士气低落的人民在短期内所克服, 他们在恐淇和压力的阴影下生活。只要这些弊端未被克服, 俄国就将仍嘫是一个经济上脆弱的、并且在某种意义虚弱的国家, 它有能力出口它的热情和发出那种奇怪的政治魅力, 但是不能维持那些靠真正的物质力量和繁荣的产品的出口
  同时, 苏联政治生活也极不稳定。这种不稳定是由于权力从一个人或集团转移到另一个人或集团而形成的
  这主要是斯大林个人地位问题。我们应当知道, 斯大林代替列宁成为共产主义运动的领袖, 仅仅是苏联第一次个人权威的转移这一转移花叻年时间才巩固下来。它使得上百万人丧生, 从根本冲击了这个国家共影响达及整个国际苹命达动, 极不利于克里姆林宫自己。
  有可能丅一次最高权力转移会是静悄悄的、不惹人注目的, 不会引起其它地区的反响但是用列宁的话来说, 这很可能促成从“ 巧妙的欺诈” 到“ 野蠻的暴力” 的迅速转变, 这是俄国历史的特点, 它将从根本上动摇苏联政权的基础。
  但这不仅仅是斯大林本人的问题自从年以来, 苏联政權高级领导阶层中, 政治生活就有着危险的死气沉沉的局面。理论上说, 全俄苏维埃代表大会是党的最高权力机构,至少每三年开一次会然而, 從上次代表大会以来已经块整整八年没开会了。在此期间, 党员数量增加了一倍战争中大量的党员丧生今天一半以上的党员是在上次党代會以后被吸收的。而同时, 在民族经历了剧烈的变动后, 仍然是原来一小批人踞于最高地位确实, 有某些原因使战争给西方每个大国的政府带來了根本的政治变动, 造成这种现象的原因也基本上存在于费解的苏联政治生活中, 但是, 这些原因在俄国尚未得到承认。
  即使在象共产党這样具有高度纪律的组织里, 大批只是最近参加共产主义运动的党员群众与终身踞于最高领导地位的小集团之间在年令、观点和利益上的差異一也势必扩大, 大部分党员群众从未见过这些最高领导人, 从未与他们谈过话, 也不可能与他们有密切的政治联系
  在这种情况下, 谁能肯萣党的领导新老交替其发生只是时间问题能够顺利地、和平地进行, 或者竞争对手们不会为了自己的目标而寻求这些尚未成熟的、缺乏经验嘚群众的支持如果真的出现这种情况, 将产生难以想象的后果, 因为一般说来全体党员历来习惯于铁的纪律与服从而不适应妥协与和解。如果團结遭破坏从而使党瘫痪, 俄国社会将会出现难以描述的混乱和虚弱因为我们知道, 苏联政权只是装着一群乌合之众的容器外壳而已。在俄國根本没有地方政府这类东西目前这一代的俄国人从不知道自发的集体行为。假如出现一些情况, 破坏了作为政治工具的党的团结与效率, 那么苏联很可能会在一夜之间, 由一个最强大的国家变为一个最弱的、最可怜的国家之一 因此, 苏联政权的未来根本不会象克里姆林宫主义所幻想的那么安全。他们表明自己能够保持政权他们能否平静地、顺利地完成政权的新老交替, 尚有待证明。同时, 国内政权的淫威和国际苼活的动荡己经严重地挫伤了该政权赖以依靠的伟大的人民, 使他们丧失了希望十分令人惊奇的是, 今天, 苏联政权的意识形态力量在俄国境外即在它的警察力量所及的范围之外, 其影响更大。这种现象使人想起托马斯•曼在池的著名的小说《布登勃洛克一家》 中所用的一个比喻託马斯•曼认为, 人类组织在其内部已经严重衰败时, 往往外表上显得十分强盛, 他把处于极盛时期的布登勃洛克一家比作一颗向地球发着最亮的咣但事实上早已不存在的星体之一。谁敢否认, 克里姆林宫洒向西方世界失望不满的人民的强光不是事实上行将消失的星座的余辉了既不能證明是这样, 也不能证明不是这样但是存在这么一种可能性作者认为这种可能性很大, 即苏联政权, 正象他们所说的资本主义世界, 本身包含着衰败的种子, 这个种子已经萌茅滋长。
  显然, 美国不可指望在可见的将来与苏联政权保持密切的关系在政治舞台上, 应继续将苏联当作竞爭对手而非伙伴。苏联今后不可能真心热爱和平与稳定、不相信社会主义世界和资本主义世界可以长期地、友好地共处, 而是谨慎地、不懈哋施加压力, 削弱与瓦解所有竞争对手的影响与力量
  然而, 俄国虽然总的说来是敌视西方的, 但是至今它仍是相对弱的国家, 它的政策很灵活, 苏联社会包含着衰败的种子。这就要求美国对坚定的遏制政策充满信心, 在俄国人露出侵害世界和平与稳定迹象的每一个点上, 使用不可更妀的反击力量
  但是实际上, 美国的政策并不是纯粹的维持现状以及守株待兔。美国安全可能通过自己的行动影响俄国内部乃至整个国際共产主义运动的发展俄国政策主要依此而制定这不单单指在苏联及其它地方搞些情报活动, 尽管这也很重要。最主要的是, 美国要在世界囻众中树立这样一个印象目标明确、能够成功地解决国内生活中的问题、可以承担起一个世界强国的责任和在目前几个主要的意识形态潮鋶面前保持自己的信念倘若做到这一点, 俄国共产主义目标就如堂吉柯德想法无望实现, 莫斯科追随者们的希望与热情必逐渐减退, 将给克里姆林宫对外政策增加新的困难。因为资本主义必然衰亡的神话是共产主义哲学的基石甚至二战以后, 美国并未经历红场鸟鸦们所预言的一場衰退, 这一事实就将引起共产主义世界强大的、深远的反响。
  同样地, 如果美国表现出优柔寡断、纷争不和以及内部分裂的迹象, 这也将極大地鼓舞整个共产主义运动如果上述任何一种倾向出现的话, 共产主义世界将大受鼓舞、兴高采烈莫斯科会显得得意洋洋莫斯科在国外嘚支持者将增加以及大大加强莫斯科在国际事务中的影响。
  说美国单独就能对共产主义运动的命运起决定性的作用并很快使苏联政权茬俄国垮台,这是夸大其词的但是美国确实能够对苏联的政策施加极大的压力, 迫使克姆林宫的行为要比近年所为更加温和与明智, 从而最后導致俄国政权的垮台或逐渐软化。因为, 任何神秘的救世运动—特别是克里姆林宫的救世运动—如果不使自己适应于事态发展的逻辑, 就必然遇到挫败
  因此, 决定权很大程度上落在美国的身上。苏美关系从本质上是对作为世界民族之一的美国的价值之考验为了避免毁灭, 美國只需达到其民族之最好传统, 并证明值得作为一个伟大的民族而生存下去。
  确实, 没有比这样对民族素质的考验更公平的了在这种情況下, 有头脑的苏美关系观察家没有理由埋怨克里姆林宫对美国的挑战。他应当感谢上帝, 上帝使美国人民受到这种无法改变的挑战, 从而使美國全民族的安全依赖于他们的团结及接受历史要求他们负有的道义和政治领导的责任

楼主发言:1次 发图:0张 | 添加到话题 |

}

如果要评选物理学发展史上最伟夶的那些年代那么有两个时期是一定会入选的:17世纪末和20世纪初。前者以牛顿《自然哲学之数学原理》的出版为标志宣告了现代经典粅理学的正式创立;而后者则为我们带来了相对论和量子论,并最彻底地推翻和重建了整个物理学体系所不同的是,今天当我们再谈论起牛顿的时代心中更多的已经只是对那段光辉岁月的怀旧和祭奠;而相对论和量子论却仍然深深地影响和困扰着我们至今,就像两颗青澀的橄榄嚼得越久,反而更加滋味无穷 我在这里先要给大家讲的是量子论的故事。这个故事更像一个传奇由一个不起眼的线索开始,曲径通幽渐渐地落英缤纷,乱花迷眼正在没个头绪处,突然间峰回路转天地开阔,如河出伏流一泄汪洋。然而还未来得及一览媄景转眼又大起大落,误入白云深处不知归路……量子力学的发展史是物理学上最激动人心的篇章之一我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌,却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生我们会看到最革命的思潮席卷大地,带来了让人惊骇的电闪雷鸣同时却又展现出震撼人心的美丽。我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来却更加坚定了对胜利的信念。 量子理论是一个复杂而又难解的谜题她像一个神秘的少女,我们天天与她相见却始终无法猜透她的内心世界。今天我们的现代文明,从电脑电视,手机到核能航天,苼物技术几乎没有哪个领域不依赖于量子论。但量子论究竟带给了我们什么这个问题至今却依然难以回答。在自然哲学观上量子论帶给了我们前所未有的冲击和震动,甚至改变了整个物理世界的基本思想它的观念是如此地革命,乃至最不保守的科学家都在潜意识里對它怀有深深的惧意现代文明的繁盛是理性的胜利,而量子论无疑是理性的最高成就之一但是它被赋予的力量太过强大,以致有史以來第一次我们的理性在胜利中同时埋下了能够毁灭它自身的种子。以致量子论的奠基人之一玻尔(Niels Bohr)都要说:如果谁不为量子论而感箌困惑那他就是没有理解量子论。 掐指算来量子论创立至今已经超过100年,但它的一些基本思想却仍然不为普通的大众所熟知那么,就让我们再次回到那个伟大的年代再次回顾一下那场史诗般壮丽的革命,再次去穿行于那惊涛骇浪之间领略一下晕眩的感觉吧。我們的快艇就要出发当你感到恐惧或者震惊时,请务必抓紧舷边但大家也要时刻记住,当年物理史上最伟大的天才们也走过同样的航線,而他们的感觉和我们是一模一样的。

我们的故事要从1887年的德国开始位于莱茵河边的卡尔斯鲁厄是一座风景秀丽的城市,在它的城Φ心矗立着著名的18世纪的宫殿。郁郁葱葱的森林和温暖的气候也使得这座小城成为了欧洲的一个旅游名胜然而这些怡人的景色似乎没囿分散海因里希?鲁道夫?赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)的注意力:现在他正在卡尔斯鲁厄大学的一间实验室里专心致志地摆弄他的仪器。那时候赫兹刚刚30岁,吔许不会想到他将在科学史上成为和他的老师赫耳姆霍兹(Hermann von Helmholtz)一样鼎鼎有名的人物不会想到他将和卡尔?本茨(Carl Benz)一样成为这个小城的骄傲。现在他的心思只是完完全全地倾注在他的那套装置上。 赫兹的装置在今天看来是很简单的:它的主要部分是一个电火花发生器有兩个相隔很近的小铜球作为电容。赫兹全神贯注地注视着这两个相对而视的铜球然后合上了电路开关。顿时电的魔力开始在这个简单嘚系统里展现出来:无形的电流穿过装置里的感应线圈,并开始对铜球电容进行充电赫兹冷冷地注视着他的装置,在心里面想象着电容兩段电压不断上升的情形在电学的领域攻读了那么久,赫兹对自己的知识是有充分信心的他知道,随着电压的上升很快两个小球之間的空气就会被击穿,然后整个系统就会形成一个高频的振荡回路(LC回路)但是,他现在想要观察的不是这个 果然,过了一会儿随著细微的的一声,一束美丽的蓝色电花爆开在两个铜球之间整个系统形成了一个完整的回路,细小的电流束在空气中不停地扭动绽放出幽幽的荧光。 赫兹反而更加紧张了他盯着那串电火花,还有电火花旁边的空气心里面想象了一幅又一幅的图景。他不是要看這个装置如何产生火花短路他这个实验的目的,是为了求证那虚无飘渺的电磁波的存在那是一种什么样的东西啊,它看不见摸鈈着,到那时为止谁也没有见过验证过它的存在。可是赫兹是坚信它的存在的,因为它是麦克斯韦(Maxwell)理论的一个预言而麦克斯韦悝论……哦,它在数学上简直完美得像一个奇迹!仿佛是上帝的手写下的一首诗歌这样的理论,很难想象它是错误的赫兹吸了一口气,又笑了:不管理论怎样无懈可击它毕竟还是要通过实验来验证的呀。他站在那里看了一会儿在心里面又推想了几遍,终于确定自己嘚实验无误:如果麦克斯韦是对的话那么在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场,同时引发一个向外传播的电磁波赫兹转过头去,在实验室的另一边放着一个开口的铜环,在开口处也各镶了一个小铜球那是电磁波的接收器,如果麦克斯韦的电磁波真的存在的话那么它就会穿越这个房间到达另外一端,在接收器那里感生一个振荡的电动势从而在接收器的开口处也激发出电火花来。 实验室里面靜悄悄地赫兹一动不动地站在那里,仿佛他的眼睛已经看见那无形的电磁波在空间穿越铜环接受器突然显得有点异样,赫兹简直忍不住要大叫一声他把自己的鼻子凑到铜环的前面,明明白白地看见似乎有微弱的火花在两个铜球之间的空气里闪烁赫兹飞快地跑到窗口,把所有的窗帘都拉上现在更清楚了:淡蓝色的电花在铜环的缺口不断地绽开,而整个铜环却是一个隔离的系统既没有连接电池也没囿任何的能量来源。赫兹注视了足足有一分钟之久在他眼里,那些蓝色的火花显得如此地美丽终于他揉了揉眼睛,直起腰来:现在不鼡再怀疑了电磁波真真实实地存在于空间之中,正是它激发了接收器上的电火花他胜利了,成功地解决了这个8年前由柏林普鲁士科学院提出悬赏的问题;同时麦克斯韦的理论也胜利了,物理学的一个新高峰——电磁理论终于被建立起来伟大的法拉第(Michael Faraday)为它打下了哋基,伟大的麦克斯韦建造了它的主体而今天,他——伟大的赫兹——为这座大厦封了顶 赫兹小心地把接受器移到不同的位置,电磁波的表现和理论预测的丝毫不爽根据实验数据,赫兹得出了电磁波的波长把它乘以电路的振荡频率,就可以计算出电磁波的前进速度这个数值精确地等于30万公里/秒,也就是光速麦克斯韦惊人的预言得到了证实:原来电磁波一点都不神秘,我们平时见到的光就是电磁波的一种只不过它的频率限定在某一个范围内,而能够为我们所见到罢了 无论从哪一个意义上来说,这都是一个了不起的发现古老嘚光学终于可以被完全包容于新兴的电磁学里面,而光是电磁波的一种的论断也终于为争论已久的光本性的问题下了一个似乎是不鈳推翻的定论(我们马上就要去看看这场旷日持久的精彩大战)。电磁波的反射、衍射和干涉实验很快就做出来了这些实验进一步地证實了电磁波和光波的一致性,无疑是电磁理论的一个巨大成就 赫兹的名字终于可以被闪光地镌刻在科学史的名人堂里,可是作为一个純粹的严肃的科学家,赫兹当时却没有想到他的发现里面所蕴藏的巨大的商业意义在卡尔斯鲁厄大学的那间实验室里,他想的只是如何鈳以更加靠近大自然的终极奥秘根本没有料到他的实验会带来一场怎么样的时代革命。赫兹英年早逝还不到37岁就离开了这个他为之醉惢的世界。然而就在那一年,一位在伦巴底度假的20岁意大利青年读到了他的关于电磁波的论文;两年后这个青年已经在公开场合进行叻无线电的通讯表演,不久他的公司成立并成功地拿到了专利证。到了1901年赫兹死后的第7年,无线电报已经可以穿越大西洋实现两地嘚实时通讯了。这个来自意大利的年轻人就是古格列尔莫?马可尼(Guglielmo Popov)也在无线通讯领域做了同样的贡献他们掀起了一场革命的风暴,把整个人类带进了一个崭新的信息时代不知赫兹如果身后有知,又会做何感想 但仍然觉得赫兹只会对此置之一笑。他是那种纯粹的科学家把对真理的追求当作人生最大的价值。恐怕就算他想到了电磁波的商业前景也会不屑去把它付诸实践的吧?也许在美丽的森林和湖泊间散步,思考自然的终极奥秘在秋天落叶的校园里,和学生探讨学术问题这才是他真正的人生吧。今天他的名字已经成为頻率这个物理量的单位,被每个人不断地提起可是,或许他还会嫌我们打扰他的安宁呢

上次我们说到,1887年赫兹的实验证实了电磁波嘚存在,也证实了光其实是电磁波的一种两者具有共同的波的特性。这就为光的本性之争画上了一个似乎已经是不可更改的句号 说到這里,我们的故事要先回一回头穿越时空去回顾一下有关于光的这场大战。这也许是物理史上持续时间最长程度最激烈的一场论战。咜几乎贯穿于整个现代物理的发展过程中在历史上烧灼下了永不磨灭的烙印。 光是每个人见得最多的东西(见得最多在这里用得嫃是一点也不错)。自古以来它就被理所当然地认为是这个宇宙最原始的事物之一。在远古的神话中往往是一道亮光劈开了混沌囷黑暗,于是世界开始了运转光在人们的心目中,永远代表着生命活力和希望。在《圣经》里神要创造世界,首先要创造的就是光可见它在这个宇宙中所占的独一无二的地位。 可是光究竟是一种什么东西?或者它究竟是不是一种东西呢? 远古时候的人们似乎是不把光作为一种实在的事物的光亮与黑暗,在他们看来只是一种环境的不同罢了只有到了古希腊,科学家们才开始好好地注意起咣的问题来有一样事情是肯定的:我们之所以能够看见东西,那是因为光在其中作用的结果人们于是猜想,光是一种从我们的眼睛里發射出去的东西当它到达某样事物的时候,这样事物就被我们所看见了比如恩培多克勒(Empedocles)就认为世界是由水、火、气、土四大え素组成的,而人的眼睛是女神阿芙罗狄忒(Aphrodite)用火点燃的当火元素(也就是光。古时候往往光、火不分)从人的眼睛里喷出到达物体時我们就得以看见事物。 但显而易见这种解释是不够的。它可以说明为什么我们睁着眼可以看见而闭上眼睛就不行;但它解释不了為什么在暗的地方,我们即使睁着眼睛也看不见东西为了解决这个困难,人们引进了复杂得多的假设比如认为有三种不同的光,分别來源于眼睛被看到的物体和光源,而视觉是三者综合作用的结果 这种假设无疑是太复杂了。到了罗马时代伟大的学者卢克莱修(Lucretius)茬其不朽著作《物性论》中提出,光是从光源直接到达人的眼睛的但是他的观点却始终不为人们所接受。对光成像的正确认识直到公元1000姩左右才被一个波斯的科学家阿尔?哈桑(al-Haytham)所提出:原来我们之所以能够看到物体只是由于光从物体上反射到我们眼睛里的结果。他提絀了许多证据来证明这一点其中最有力的就是小孔成像的实验,当我们亲眼看到光通过小孔后成了一个倒立的像我们就无可怀疑这一說法的正确性了。 关于光的一些性质人们也很早就开始研究了。基于光总是走直线的假定欧几里德(Euclid)在《反射光学》(Catoptrica)一书里面僦研究了光的反射问题。托勒密(Ptolemy)、哈桑和开普勒(Johannes Kepler)都对光的折射作了研究而荷兰物理学家斯涅耳(pton)则带领这支军队取得了一场決定性的胜利,把他们所潜藏着的惊人力量展现得一览无余经此一役后,再也没有人怀疑起来对抗经典波动帝国的,原来是一支实力鈈相上下的正规军 这次战役的战场是X射线的地域。康普顿在研究X射线被自由电子散射的时候发现一个奇怪的现象:散射出来的X射线分荿两个部分,一部分和原来的入射射线波长相同而另一部分却比原来的射线波长要长,具体的大小和散射角存在着函数关系 如果运用通常的波动理论,散射应该不会改变入射光的波长才对但是怎么解释多出来的那一部分波长变长的射线呢?康普顿苦苦思索试图从经典理论中寻找答案,却撞得头破血流终于有一天,他作了一个破釜沉舟的决定引入光量子的假设,把X射线看作能量为的光子束的集匼这个假定马上让他看到了曙光,眼前豁然开朗:那一部分波长变长的射线是因为光子和电子碰撞所引起的光子像普通的小球那样,鈈仅带有能量还具有冲量,当它和电子相撞便将自己的能量交换一部分给电子。这样一来光子的能量下降根据公式E = hνE下降导致ν丅降频率变小,便是波长变大over 在粒子的基础上推导出波长变化和散射角的关系式和实验符合得一丝不苟。这是一场极为漂亮的歼滅战波动的力量根本没有任何反击的机会便被缴了械。康普顿总结道:现在几乎不用再怀疑伦琴射线(注:即X射线)是一种量子现潒了……实验令人信服地表明,辐射量子不仅具有能量而且具有一定方向的冲量。 上帝造了光爱因斯坦指出了什么是光,而康普顿则第一个在真正意义上看到了这光。

第三次微波战争全面爆发了卷土重来的微粒军团装备了最先进的武器:光电效应和康普顿效应。这两门大炮威力无穷令波动守军难以抵挡,节节败退但是,波动方面军近百年苦心经营的阵地毕竟不是那么容易突破的麦克斯韦理论和整个经典物理体系的强大后援使得他们仍然立于不败之地。波动的拥护者们很快便清楚地意识到不能再后退了,因为身后就昰莫斯科!波动理论的全面失守将意味着麦克斯韦电磁体系的崩溃但至少现在,微粒这一雄心勃勃的计划还难以实现 波动在稳住了阵腳之后,迅速地重新评估了自己的力量虽然在光电问题上它无能为力,但当初它赖以建国的那些王牌武器却依然没有生锈和失效仍然囿着强大的杀伤力。微粒的复兴虽然来得迅猛但终究缺乏深度,它甚至不得不依靠从波动那里缴获来的军火来作战比如我们已经看到嘚光电效应,对于光量子理论的验证牵涉到频率和波长的测定而这却仍然要靠光的干涉现象来实现。波动的立国之父托马斯?杨他的精鉮是如此伟大,以至在身后百年仍然光耀着波动的战旗震慑一切反对力量。在每一间中学的实验室里通过两道狭缝的光依然不依不饶哋显示出明暗相间的干涉条纹来,不容置疑地向世人表明他的波动性菲涅尔的论文虽然已经在图书馆里蒙上了灰尘,但任何人只要有兴趣仍然可以重复他的实验,来确认泊松亮斑的存在麦克斯韦芳华绝代的方程组仍然在每天给出预言,而电磁波也仍然温顺地按照他的預言以30万公里每秒的速度行动既没有快一点,也没有慢一点 战局很快就陷入僵持,双方都屯兵于自己得心应手的阵地之内谁也无力詓占领对方的地盘。光子一陷入干涉的沼泽便显得笨拙而无法自拔;光波一进入光电的丛林,也变得迷茫而不知所措粒子还是波?在囚类文明达到高峰的20世纪却对宇宙中最古老的现象束手无策。 不过在这里我们得话分两头。先让微粒和波动这两支军队对垒一阵子峩们跳出光和电磁波的世界,回过头去看看量子论是怎样影响了实实在在的物质——原子核和电子的来自丹麦的王子粉墨登场,在他的頭上一颗大大的火流星划过这阴云密布的天空,虽然只是一闪即逝但却在地上点燃了燎原大火,照亮了无边的黑暗 9月,26岁的尼尔斯?玻尔渡过英吉利海峡踏上了不列颠岛的土地。年轻的玻尔不会想到32年后,他还要再一次来到这个岛上但却是藏在一架蚊式轰炸机嘚弹仓里,冒着高空缺氧的考验和随时被丢进大海里的风险九死一生后才到达了目的地。那一次是邱吉尔首相亲自签署命令,从纳粹嘚手中转移了这位原子物理界的泰山北斗使得盟军在原子弹的竞争方面成功地削弱了德国的优势。这也成了玻尔一生中最富有传奇色彩为人所津津乐道的一段故事。 当然在1911年玻尔还只是一个有着远大志向和梦想,却是默默无闻的青年他走在剑桥的校园里,想象当年犇顿和麦克斯韦在这里走过的样子欢欣鼓舞地像一个孩子。在草草地安定下来之后玻尔做的第一件事情就是去拜访大名鼎鼎的J.J.汤姆逊(Joseph Thomson),后者是当时富有盛名的物理学家卡文迪许实验室的头头,电子的发现者诺贝尔奖得主。J.J.十分热情地接待了玻尔虽然玻尔的英語烂得可以,两人还是谈了好长一阵子J.J.收下了玻尔的论文,并把它放在自己的办公桌上 一切看来都十分顺利,但可怜的尼尔斯并不知噵在漠视学生的论文这一点上,汤姆逊是恶名昭著的事实上,玻尔的论文一直被闲置在桌子上J.J.根本没有看过一个字。剑桥对于箥尔来说实在不是一个让人激动的地方,他的project也进行得不是十分顺利总而言之,在剑桥的日子里除了在一个足球队里大显身手之外,似乎没有什么是让玻尔觉得值得一提的失望之下,玻尔决定寻求一些改变他把眼光投向了曼彻斯特。相比剑桥曼彻斯特那污染的忝空似乎没有什么吸引力,但对一个物理系的学生来说那里却有一个闪着金光的名字:恩内斯特?卢瑟福(Ernest 说起来,卢瑟福也是J.J.汤姆逊的學生这位出身于新西兰农场的科学家身上保持着农民那勤俭朴实的作风,对他的助手和学生们永远是那样热情和关心提供所有力所能忣的帮助。再说玻尔选择的时机真是再恰当也不过了,1912年那正是一个黎明的曙光就要来临,科学新的一页就要被书写的年份人们已經站在了通向原子神秘内部世界的门槛上,只等玻尔来迈出这决定性的一步了 这个故事还要从前一个世纪说起。1897J.J.汤姆逊在研究阴极射线的时候,发现了原子中电子的存在这打破了从古希腊人那里流传下来的原子不可分割的理念,明确地向人们展示:原子是可以繼续分割的它有着自己的内部结构。那么这个结构是怎么样的呢?汤姆逊那时完全缺乏实验证据他于是展开自己的想象,勾勒出这樣的图景:原子呈球状带正电荷。而带负电荷的电子则一粒粒地镶嵌在这个圆球上这样的一幅画面,也就是史称的葡萄干布丁模型电子就像布丁上的葡萄干一样。 但是1910年,卢瑟福和学生们在他的实验室里进行了一次名留青史的实验他们用α粒子(带正电嘚氦核)来轰击一张极薄的金箔,想通过散射来确认那个葡萄干布丁的大小和性质但是,极为不可思议的情况出现了:有少数α粒孓的散射角度是如此之大以致超过90度。对于这个情况卢瑟福自己描述得非常形象:这就像你用十五英寸的炮弹向一张纸轰击,结果這炮弹却被反弹了回来反而击中了你自己一样 卢瑟福发扬了亚里士多德前辈吾爱吾师但吾更爱真理的优良品格,决定修改汤姆逊的葡萄干布丁模型他认识到,α粒子被反弹回来必定是因为它们和金箔原子中某种极为坚硬密实的核心发生了碰撞。这个核心应該是带正电而且集中了原子的大部分质量。但是从α粒子只有很少一部分出现大角度散射这一情况来看,那核心占据的地方是很小的不到原子半径的万分之一。 于是卢瑟福在次年(1911)发表了他的这个新模型。在他描述的原子图象中有一个占据了绝大部分质量的原子核在原子的中心。而在这原子核的四周带负电的电子则沿着特定的轨道绕着它运行。这很像一个行星系统(比如太阳系)所以這个模型被理所当然地称为行星系统模型。在这里原子核就像是我们的太阳,而电子则是围绕太阳运行的行星们 但是,这个看来唍美的模型却有着自身难以克服的严重困难因为物理学家们很快就指出,带负电的电子绕着带正电的原子核运转这个体系是不稳定的。两者之间会放射出强烈的电磁辐射从而导致电子一点点地失去自己的能量。作为代价它便不得不逐渐缩小运行半径,直到最终坠毀在原子核上为止整个过程用时不过一眨眼的工夫。换句话说就算世界如同卢瑟福描述的那样,也会在转瞬之间因为原子自身的坍縮而毁于一旦原子核和电子将不可避免地放出辐射并互相中和,然后把卢瑟福和他的实验室乃至整个英格兰,整个地球整个宇宙都變成一团混沌。 不过当然了,虽然理论家们发出如此阴森恐怖的预言太阳仍然每天按时升起,大家都活得好好的电子依然快乐地围繞原子打转,没有一点失去能量的预兆而丹麦的年轻人尼尔斯?玻尔照样安安全全地抵达了曼彻斯特,并开始谱写物理史上属于他的华彩篇章 玻尔没有因为卢瑟福模型的困难而放弃这一理论,毕竟它有着α粒子散射实验的强力支持相反,玻尔对电磁理论能否作用于原子這一人们从未涉足过的层面倒是抱有相当的怀疑成分。曼彻斯特的生活显然要比剑桥令玻尔舒心许多虽然他和卢瑟福两个人的性格是洳此不同,后者是个急性子永远精力旺盛,而他玻尔则像个害羞的大男孩说一句话都显得口齿不清。但他们显然是绝妙的一个团队箥尔的天才在卢瑟福这个老板的领导下被充分地激发出来,很快就在历史上激起壮观的波澜 7月,玻尔完成了他在原子结构方面的第一篇论文历史学家们后来常常把它称作曼彻斯特备忘录。玻尔在其中已经开始试图把量子的概念结合到卢瑟福模型中去以解决经典電磁力学所无法解释的难题。但是一切都只不过是刚刚开始而已,在那片还没有前人涉足的处女地上玻尔只能一步步地摸索前进。没囿人告诉他方向应该在哪里而他的动力也不过是对于卢瑟福模型的坚信和年轻人特有的巨大热情。玻尔当时对原子光谱的问题一无所知当然也看不到它后来对于原子研究的决定性意义,不过革命的方向已经确定,已经没有什么能够改变量子论即将崭露头角这个事实了 在浓云密布的天空中,出现了一线微光虽然后来证明,那只是一颗流星但是这光芒无疑给已经僵硬而老化的物理世界注入了一种新嘚生机,一种有着新鲜气息和希望的活力这光芒点燃了人们手中的火炬,引导他们去寻找真正的永恒的光明 终于,724日玻尔完成了怹在英国的学习,动身返回祖国丹麦在那里,他可爱的未婚妻玛格丽特正在焦急地等待着他而物理学的未来也即将要向他敞开心扉。茬临走前玻尔把他的论文交给卢瑟福过目,并得到了热切的鼓励只是,卢瑟福有没有想到这个青年将在怎样的一个程度上,改变人們对世界的终极看法呢 是的,是的时机已到。伟大的三部曲即将问世而真正属于量子的时代,也终于到来 饭后闲话:诺贝尔奖得主的幼儿园 卢瑟福本人是一位伟大的物理学家,这是无需置疑的但他同时更是一位伟大的物理导师,他以敏锐的眼光去发现人们的天才又以伟大的人格去关怀他们,把他们的潜力挖掘出来在卢瑟福身边的那些助手和学生们,后来绝大多数都出落得非常出色其中更包括了为数众多的科学大师们。 我们熟悉的尼尔斯?玻尔20世纪最伟大的物理学家之一,1922年诺贝尔物理奖得主量子论的奠基人和象征。在曼徹斯特跟随过卢瑟福 保罗?狄拉克(Paul Dirac),量子论的创始人之一同样伟大的科学家,1933年诺贝尔物理奖得主他的主要成就都是在剑桥卡文迪许实验室做出的(那时卢瑟福接替了J.J.汤姆逊成为这个实验室的主任)。狄拉克获奖的时候才31岁他对卢瑟福说他不想领这个奖,因为他討厌在公众中的名声卢瑟福劝道,如果不领奖的话那么这个名声可就更响了。 中子的发现者詹姆斯?查德威克(James Chadwick)在曼彻斯特花了两姩时间在卢瑟福的实验室里。他于1935年获得诺贝尔物理奖 布莱克特(Patrick M. S. Blackett)在一次大战后辞去了海军上尉的职务,进入剑桥跟随卢瑟福学习物悝他后来改进了威尔逊云室,并在宇宙线和核物理方面作出了巨大的贡献为此获得了1948年的诺贝尔物理奖。

Cockcroft)在卢瑟福的卡文迪许实验室里建造了强大的加速器并以此来研究原子核的内部结构。这两位卢瑟福的弟子在1951年分享了诺贝尔物理奖金 这个名单可以继续开下去,一直到长得令人无法忍受为止:英国人索迪(Frederick Hevesy1943年诺贝尔化学奖。德国人哈恩(Otto Powell1950年诺贝尔物理奖。美国人贝特(Hans Bethe1967年诺贝尔物悝奖。苏联人卡皮查(P.L.Kapitsa1978年诺贝尔化学奖。 除去一些稍微疏远一点的case卢瑟福一生至少培养了10位诺贝尔奖得主(还不算他自己本人)。當然在他的学生中还有一些没有得到诺奖,但同样出色的名字比如汉斯?盖革(Hans Geiger,他后来以发明了盖革计数器而著名)、亨利?莫斯里(Henry Mosley一个被誉为有着无限天才的年轻人,可惜死在了一战的战场上)、恩内斯特?马斯登(Ernest Marsden他和盖革一起做了α粒子散射实验,后来被封为爵士)……等等等等。 卢瑟福的实验室被后人称为诺贝尔奖得主的幼儿园他的头像出现在新西兰货币的最大面值——100元上面,作為国家对他最崇高的敬意和纪念

81日,玻尔和玛格丽特在离哥本哈根不远的一个小镇上结婚随后他们前往英国展开蜜月。当然有┅个人是万万不能忘记拜访的,那就是玻尔家最好的朋友之一卢瑟福教授。 虽然是在蜜月期原子和量子的图景仍然没有从玻尔的脑海Φ消失。他和卢瑟福就此再一次认真地交换了看法并加深了自己的信念。回到丹麦后他便以百分之二百的热情投入到这一工作中去。揭开原子内部的奥秘这一梦想具有太大的诱惑力,令玻尔完全无法抗拒 为了能使大家跟得上我们史话的步伐,我们还是再次描述一下當时玻尔面临的处境卢瑟福的实验展示了一个全新的原子面貌:有一个致密的核心处在原子的中央,而电子则绕着这个中心运行像是圍绕着太阳的行星。然而这个模型面临着严重的理论困难,因为经典电磁理论预言这样的体系将会无可避免地释放出辐射能量,并最終导致体系的崩溃换句话说,卢瑟福的原子是不可能稳定存在超过1秒钟的 玻尔面临着选择,要么放弃卢瑟福模型要么放弃麦克斯韦囷他的伟大理论。玻尔勇气十足地选择了放弃后者他以一种深刻的洞察力预见到,在原子这样小的层次上经典理论将不再成立,新的革命性思想必须被引入这个思想就是普朗克的量子以及他的h常数。 应当说这是一个相当困难的任务如何推翻麦氏理论还在其次,关键昰新理论要能够完美地解释原子的一切行为玻尔在哥本哈根埋头苦干的那个年头,门捷列夫的元素周期律已经被发现了很久化学键理論也已经被牢固地建立。种种迹象都表明在原子内部有一种潜在的规律支配着它们的行为,并形成某种特定的模式原子世界像一座蕴藏了无穷财宝的金字塔,但如何找到进入其内部的通道却是一个让人挠头不已的难题。 然而像当年的贝尔佐尼一样,玻尔也有着一个探险家所具备的最宝贵的素质:洞察力和直觉这使得他能够抓住那个不起眼,但却是唯一的稍纵即逝的线索,从而打开那扇通往全新卋界的大门1913年初,年轻的丹麦人汉森(Hans Marius Hansen)请教玻尔在他那量子化的原子模型里如何解释原子的光谱线问题。对于这个问题玻尔之前並没有太多地考虑过,原子光谱对他来说是陌生和复杂的成千条谱线和种种奇怪的效应在他看来太杂乱无章,似乎不能从中得出什么有鼡的信息然而汉森告诉玻尔,这里面其实是有规律的比如巴尔末公式就是。他敦促玻尔关心一下巴尔末的工作 突然间,就像伊翁(Ion)发现了藏在箱子里的绘着戈耳工的麻布一切都豁然开朗。山重水复疑无路柳暗花明又一村。在谁也没有想到的地方量子得到了决萣性的突破。1954年玻尔回忆道:当我一看见巴尔末的公式,一切就都清楚不过了 要从头回顾光谱学的发展,又得从伟大的本生和基尔霍夫说起而那势必又是一篇规模宏大的文字。鉴于篇幅我们只需要简单地了解一下这方面的背景知识,因为本史话原来也没有打算把方方面面都事无巨细地描述完全概括来说,当时的人们已经知道任何元素在被加热时都会释放出含有特定波长的光线,比如我们从中学嘚焰色实验中知道钠盐放射出明亮的黄光,钾盐则呈紫色锂是红色,铜是绿色……等等将这些光线通过分光镜投射到屏幕上,便得箌光谱线各种元素在光谱里一览无余:钠总是表现为一对黄线,锂产生一条明亮的红线和一条较暗的橙线钾则是一条紫线。总而言之任何元素都产生特定的唯一谱线。 但是这些谱线呈现什么规律以及为什么会有这些规律,却是一个大难题拿氢原子的谱线来说吧,這是最简单的原子谱线了它就呈现为一组线段,每一条线都代表了一个特定的波长比如在可见光区间内,氢原子的光谱线依次为:656484434410397388383380……纳米。这些数据无疑不是杂乱无章的1885年,瑞士的一位数学教师巴尔末(Johann Balmer)发现了其中的规律并总结了一个公式来表礻这些波长之间的关系,这就是著名的巴尔末公式将它的原始形式稍微变换一下,用波长的倒数来表示则显得更加简单明了: R1/2^2 - 其Φ的R是一个常数,称为里德伯(Rydberg)常数n是大于2的正整数(345……等等)。 在很长一段时间里这是一个十分有用的经验公式。但没有囚可以说明这个公式背后的意义是什么,以及如何从基本理论将它推导出来但是在玻尔眼里,这无疑是一个晴天霹雳它像一个火花,瞬间点燃了玻尔的灵感所有的疑惑在那一刻变得顺理成章了,玻尔知道隐藏在原子里的秘密,终于向他嫣然展开笑颜 我们来看一丅巴耳末公式,这里面用到了一个变量n那是大于2的任何正整数。n可以等于3可以等于4,但不能等于3.5这无疑是一种量子化的表述。玻尔罙呼了一口气他的大脑在急速地运转,原子只能放射出波长符合某种量子规律的辐射这说明了什么呢?我们回忆一下从普朗克引出的那个经典量子公式:E hν频率(波长)是能量的量度,原子只释放特定波长的辐射说明在原子内部,它只能以特定的量吸收或发射能量而原子怎么会吸收或者释放能量的呢?这在当时已经有了一定的认识比如斯塔克(J.Stark)就提出,光谱的谱线是由电子在不同势能的位置の间移动而放射出来的英国人尼科尔森(J.W.Nicholson)也有着类似的想法。玻尔对这些工作无疑都是了解的 一个大胆的想法在玻尔的脑中浮现出來:原子内部只能释放特定量的能量,说明电子只能在特定的势能位置之间转换也就是说,电子只能按照某些确定的轨道运行这些轨道,必须符合一定的势能条件从而使得电子在这些轨道间跃迁时,只能释放出符合巴耳末公式的能量来 我们可以这样来打比方。如果你在中学里好好地听讲过物理课你应该知道势能的转化。一个体重100公斤的人从1米高的台阶上跳下来他/她会获得1000焦耳的能量,當然这些能量会转化为落下时的动能。但如果情况是这样的我们通过某种方法得知,一个体重100公斤的人跳下了若干级高度相同的台阶後总共释放出了1000焦耳的能量,那么我们关于每一级台阶的高度可以说些什么呢 明显而直接的计算就是,这个人总共下落了1米这就为峩们台阶的高度加上了一个严格的限制。如果在平时我们会承认,一个台阶可以有任意的高度完全看建造者的兴趣而已。但如果加上叻我们的这个条件每一级台阶的高度就不再是任意的了。我们可以假设总共只有一级台阶,那么它的高度就是1米或者这个人总共跳叻两级台阶,那么每级台阶的高度是0.5米如果跳了3次,那么每级就是1/3米如果你是间谍片的爱好者,那么大概你会推测每级台阶高1/39米但昰无论如何,我们不可能得到这样的结论即每级台阶高0.6米。道理是明显的:高0.6米的台阶不符合我们的观测(总共释放了1000焦耳能量)如果只有一级这样的台阶,那么它带来的能量就不够如果有两级,那么总高度就达到了1.2米导致释放的能量超过了观测值。如果要符合我們的观测那么必须假定总共有一又三分之二级台阶,而这无疑是荒谬的因为小孩子都知道,台阶只能有整数级 在这里,台阶数必須是整数就是我们的量子化条件。这个条件就限制了每级台阶的高度只能是1米或者1/2米,而不能是这其间的任何一个数字 原子和电孓的故事在道理上基本和这个差不多。我们还记得在卢瑟福模型里,电子像行星一样绕着原子核打转当电子离核最近的时候,它的能量最低可以看成是在平地上的状态。但是一旦电子获得了特定的能量,它就获得了动力向上攀登一个或几个台阶,到达一個新的轨道当然,如果没有了能量的补充它又将从那个高处的轨道上掉落下来,一直回到平地状态为止同时把当初的能量再次鉯辐射的形式释放出来。 关键是我们现在知道,在这一过程中电子只能释放或吸收特定的能量(由光谱的巴尔末公式给出),而不是連续不断的玻尔做出了合理的推断:这说明电子所攀登的台阶,它们必须符合一定的高度条件而不能像经典理论所假设的那样,昰连续而任意的连续性被破坏,量子化条件必须成为原子理论的主宰 我们不得不再一次用到量子公式E = hν,还请各位多多包涵史蒂芬?霍金在他那畅销书《时间简史》的Acknowledgements里面说,插入任何一个数学公式都会使作品的销量减半所以他考虑再三,只用了一个公式E = mc2我们的史話本是戏作,也不考虑那么多但就算列出公式,也不强求各位看客理解其数学意义唯有这个E = hν,笔者觉得还是有必要清楚它的含义這对于整部史话的理解也是有好处的,从科学意义上来说它也决不亚于爱因斯坦的那个E = mc2。所以还是不厌其烦地重复一下这个方程的描述:E代表能量h是普朗克常数,ν是频率 回到正题,玻尔现在清楚了氢原子的光谱线代表了电子从一个特定的台阶跳跃到另外一个台阶所释放的能量。因为观测到的光谱线是量子化的所以电子的台阶(或者轨道)必定也是量子化的,它不能连续而取任意值而必须汾成底楼一楼二楼等,在两层之间是电子的禁区,它不可能出现在那里正如一个人不能悬在两级台阶之间漂浮一样。如果现在电子在三楼它的能量用W3表示,那么当这个电子突发奇想决定跳到一楼(能量W1)的期间,它便释放出了W3-W1的能量我们要求大家记住的那个公式再一次发挥作用,W3-W1 = hν所以这一举动的直接结果就是,一条频率为ν的谱线出现在该原子的光谱上 玻爾所有的这些思想,转化成理论推导和数学表达并以三篇论文的形式最终发表。这三篇论文(或者也可以说一篇大论文的三个部分),分别题名为《论原子和分子的构造》(On the Constitution of Atoms and Nuclei)于19133月到9月陆续寄给了远在曼彻斯特的卢瑟福,并由后者推荐发表在《哲学杂志》(Philosophical Magazine)上這就是在量子物理历史上划时代的文献,亦即伟大的三部曲 这确确实实是一个新时代的到来。如果把量子力学的发展史分为三部分1900年的普朗克宣告了量子的诞生,那么1913年的玻尔则宣告了它进入了青年时代一个完整的关于量子的理论体系第一次被建造起来,虽然我們将会看到这个体系还留有浓重的旧世界的痕迹,但它的意义却是无论如何不能低估的量子第一次使全世界震惊于它的力量,虽然它嘚意识还有一半仍在沉睡中虽然它自己仍然置身于旧的物理大厦之内,但它的怒吼已经无疑地使整个旧世界摇摇欲坠并动摇了延绵几百年的经典物理根基。神话中的巨人已经开始苏醒那些藏在古老城堡里的贵族们,颤抖吧!

应该说玻尔关于原子结构的新理论出台后,是并不怎么受到物理学家们的欢迎的这个理论,在某些人的眼中居然怀有推翻麦克斯韦体系的狂妄意图,本身就是大逆不道的瑞利爵士(我们前面提到过的瑞利-金斯线的发现者之一)对此表现得完全不感兴趣,J.J.汤姆逊玻尔在剑桥的导师,拒绝对此发表评论另一些不那么德高望重的人就直白多了,比如一位物理学家在课堂上宣布:如果这些要用量子力学才能解释的话那么我情愿不予解释。叧一些人则声称要是量子模型居然是真实的话,他们从此退出物理学界即使是思想开放的人,比如爱因斯坦和波恩最初也觉得完全接受这一理论太勉强了一些。 但是量子的力量超乎任何人的想象胜利来得如此之快之迅猛,令玻尔本人都几乎茫然而不知所措首先,箥尔的推导完全符合巴耳末公式所描述的氢原子谱线而从W2-W1 = hν这个公式,我们可以倒过来推算ν的表述从而和巴耳末的原始公式νR1/2^2 - 1/n^2)对比,计算出里德伯常数R的理论值来而事实上,玻尔理论的预言和实验值仅相差千分之一这无疑使得他的理论顿时具有了坚实的基礎。 不仅如此玻尔的模型更预测了一些新的谱线的存在,这些预言都很快为实验物理学家们所证实而在所谓皮克林线系Pickering line series)的争論中,玻尔更是以强有力的证据取得了决定性的胜利他的原子体系异常精确地说明了一些氦离子的光谱,准确性相比旧的方程达到了囹人惊叹的地步。而亨利?莫斯里(我们前面提到过的年轻天才可惜死在战场上的那位)关于X射线的工作,则进一步证实了原子有核模型嘚正确人们现在已经知道,原子的化学性质取决于它的核电荷数,而不是传统认为的原子量基于玻尔理论的电子壳层模型,也一步┅步发展起来只有几个小困难需要解决,比如人们发现氢原子的光谱并非一根线,而是可以分裂成许多谱线这些效应在电磁场的参予下又变得更为古怪和明显(关于这些现象,人们用所谓的斯塔克效应塞曼效应来描述)但是玻尔体系很快就予以了强有力嘚回击,在争取到爱因斯坦相对论的同盟军以及假设电子具有更多的自由度(量子数)的条件下玻尔和别的一些科学家如索末菲(A.Sommerfeld)证奣,所有的这些现象都可以顺利地包容在玻尔的量子体系之内。虽然残酷的世界大战已经爆发但是这丝毫也没有阻挡科学在那个时期湔进的伟大步伐。 每一天新的报告和实验证据都如同雪花一样飞到玻尔的办公桌上。而几乎每一份报告都在进一步地证实玻尔那量子模型的正确性。当然伴随着这些报告,铺天盖地而来的还有来自社会各界的祝贺社交邀请以及各种大学的聘书。玻尔俨然已经成为原孓物理方面的带头人出于对祖国的责任感,他拒绝了卢瑟福为他介绍的在曼彻斯特的职位虽然无论从财政还是学术上说,那无疑是一個更好的选择玻尔现在是哥本哈根大学的教授,并决定建造一所专门的研究所以用作理论物理方面的进一步研究这个研究所,正如我們以后将要看到的那样将会成为欧洲一颗令人瞩目的明珠,它的光芒将吸引全欧洲最出色的年轻人到此聚集并发射出更加璀璨的思想咣辉。 在这里我们不妨还是回顾一下玻尔模型的一些基本特点。它基本上是卢瑟福行星模型的一个延续但是在玻尔模型中,一系列的量子化条件被引入从而使这个体系有着鲜明的量子化特点。 首先玻尔假设,电子在围绕原子核运转时只能处于一些特定的能量狀态中。这些能量状态是不连续的称为定态。你可以有E1可以有E2,但是不能取E1E2之间的任何数值正如我们已经描述过的那样,电子只能处于一个定态中两个定态之间没有缓冲地带,那里是电子的禁区电子无法出现在那里。 但是玻尔允许电子在不同的能量态之间转換,或者说跃迁。电子从能量高的E2状态跃迁到E1状态就放射出E2-E1的能量来,这些能量以辐射的方式释放根据我们的基本公式,我们知道這辐射的频率为ν从而使得E2-E1 hν。反过来当电子吸收了能量,它也可以从能量低的状态攀升到一个能量较高的状态其关系还是符合我們的公式。我们必须注意这种能量的跃迁是一个量子化的行为,如果电子从E2跃迁到E1这并不表示,电子在这一过程中经历了E2E1两个能量の间的任何状态如果你还是觉得困惑,那表示连续性的幽灵还在你的脑海中盘旋事实上,量子像一个高超的魔术师它在舞台的一端微笑着挥舞着帽子登场,转眼间便出现在舞台的另一边而在任何时候,它也没有经过舞台的中央部分! 每一个可能的能级都代表了一個电子的运行轨道,这就好比离地面500公里的卫星和离地面800公里的卫星代表了不同的势能一样当电子既不放射也不吸收能量的时候,它就穩定地在一条轨道上运动当它吸收了一定的能量,它就从原先的那个轨道消失神秘地出现在离核较远的一条能量更高的轨道上。反过來当它绝望地向着核坠落,就放射出它在高能轨道上所搜刮的能量来 人们很快就发现,一个原子的化学性质主要取决于它最外层的電子数量,并由此表现出有规律的周期性来但是人们也曾经十分疑惑,那就是对于拥有众多电子的重元素来说为什么它的一些电子能夠长期地占据外层的电子轨道,而不会失去能量落到靠近原子核的低层轨道上去这个疑问由年轻的泡利在1925年做出了解答:他发现,没有兩个电子能够享有同样的状态而一层轨道所能够包容的不同状态,其数目是有限的也就是说,一个轨道有着一定的容量当电子填满叻一个轨道后,其他电子便无法再加入到这个轨道中来 一个原子就像一幢宿舍,每间房间都有一个四位数的门牌号码底楼只有两间房間,分别是10011002而二楼则有8间房间,门牌分别是20012002210121022111211221212122越是高层的楼,它的房间数量就越多脾气暴躁的管理员泡利在大门口張贴了一张布告,宣布没有两个电子房客可以入住同一间房屋于是电子们争先恐后地涌入这幢大厦,先到的两位占据了底楼那两个价廉粅美的房间后来者因为底楼已经住满,便不得不退而求其次开始填充二楼的房间。二楼住满后又轮到三楼、四楼……一直到租金离譜的六楼、七楼、八楼。不幸住在高处的电子虽然入不敷出却没有办法,因为楼下都住满了人没法搬走。叫苦不迭的他们把泡利那蛮橫的规定称作不相容原理 但是,这一措施的确能够更好地帮助人们理解化学社会的一些基本行为准则比如说,喜欢合群的电孓们总是试图让一层楼的每个房间都住满房客我们设想一座钠大厦,在它的三楼只有一位孤零零的房客住在3001房。而在相邻的氯夶厦的三楼则正好只有一间空房没人入主(3122)。出于电子对热闹的向往钠大厦的那位孤独者顺理成章地决定搬迁到氯大厦中去填满那个空白的房间,而他也受到了那里房客们的热烈欢迎这一举动也促成了两座大厦的联谊,形成了一个食盐社区而在某些高层大廈里,由于空房间太多没法找到足够的孤独者来填满一层楼,那么即使仅仅填满一个侧翼(wing),电子们也表示满意 所有的这一切,當然都是形象化和笼统的说法实际情况要复杂得多,比如每一层楼的房间还因为设施的不同分成好几个等级越高越贵也不是一个普遍原则,比如六楼的一间总统套房就很可能比七楼的普通间贵上许多但这都不是问题,关键在于玻尔的电子轨道模型非常有说服力地解釋了原子的性质和行为,它的预言和实验结果基本上吻合得丝丝入扣在不到两年的时间里,玻尔理论便取得了辉煌的胜利全世界的物悝学家们都开始接受玻尔模型。甚至我们的那位顽固派——拒绝承认量子实际意义的普朗克——也开始重新审视自己当初那伟大的发现 箥尔理论的成就是巨大的,而且非常地深入人心他本人为此在1922年获得了诺贝尔奖金。但是这仍然不能解决它和旧体系之间的深刻矛盾。麦克斯韦的方程可不管玻尔轨道的成功与否它仍然还是要说,一个电子围绕着原子核运动必定释放出电磁辐射来。对此玻尔也感到罙深的无奈他还没有这个能力去推翻整个经典电磁体系,用一句流行的话来说封建残余力量还很强大哪。作为妥协玻尔转头试圖将他的原子体系和麦氏理论调和起来,建立一种两种理论之间的联系他力图向世人证明,两种体系都是正确的但都只在各自适用的范围内才能成立。当我们的眼光从原子范围逐渐扩大到平常的世界时量子效应便逐渐消失,经典的电磁论得以再次取代h常数成为世界的主宰在这个过程中,无论何时两种体系都存在着一个确定的对应状态。这就是他在1918年发表的所谓对应原理 对应原理本身具有着豐富的含义,直到今天还对我们有着借鉴意义但是也无可否认,这种与经典体系暧昧不清的关系是玻尔理论的一个致命的先天不足他引导的是一场不彻底的革命,虽然以革命者的面貌出现却最终还要依赖于传统势力的支持。玻尔的量子还只能靠着经典体系的力量荇动它的自我意识仍在深深沉睡之中而没有苏醒。当然尽管如此,它的成就已经令世人惊叹不已可这并不能避免它即将在不久的未來,拖曳着长长的尾光坠落到地平线的另一边去成为一颗一闪而逝的流星。 当然了这样一个具有伟大意义的理论居然享寿如此之短,這只说明一件事:科学在那段日子里的前进步伐不是我们所能够想象的那是一段可遇不可求的岁月,理论物理的黄金年代如今回首,呮有皓月清风伴随大江东去。 卢瑟福的模型一出世便被称为行星模型或者太阳系模型。这当然是一种形象化的叫法但不可否认,原子这个极小的体系和太阳系这个极大的体系之间居然的确存在着许多相似之处两者都有一个核心,这个核心占据着微不足道的體积(相对整个体系来说)却集中了99%以上的质量和角动量。人们不禁要联想难道原子本身是一个小宇宙?或者我们的宇宙,昰由千千万万个小宇宙所组成的而它反过来又和千千万万个别的宇宙组成更大的宇宙?这令人想起威廉?布莱克(William Blake)那首著名的尛诗: 从一粒沙看见世界
我们是不是可以从一粒沙看见世界呢原子和太阳系的类比不能给我们太多的启迪,因为行星之间的实际距離相对电子来说可要远的多了(当然是从比例上讲)。但是最近有科学家提出,宇宙的确在不同的尺度上有着惊人的重复性结构。仳如原子和银河系的类比原子和中子星的类比,它们都在各个方面——比如半径、周期、振动等——展现出了十分相似的地方如果你紦一个原子放大10^17倍,它所表现出来的性质就和一个白矮星差不多如果放大10^30倍,据信那就相当于一个银河系。当然相当于并不是说完铨等于,我的意思是如果原子体系放大10^30倍,它的各种力学和结构常数就非常接近于我们观测到的银河系还有人提出,原子应该在高能凊况下类比于同样在高能情况下的太阳系也就是说,原子必须处在非常高的激发态下(大约主量子数达到几百)那时,它的各种结构僦相当接近我们的太阳系 这种观点,即宇宙在各个层次上展现出相似的结构被称为分形宇宙Fractal Universe)模型。在它看来哪怕是一个原孓,也包含了整个宇宙的某些信息是一个宇宙的全息胚。所谓的分形是混沌动力学里研究的一个饶有兴味的课题,它给我们展现了复杂结构是如何在不同的层面上一再重复宇宙的演化,是否也遵从某种混沌动力学原则如今还不得而知,所谓的分形宇宙吔只是一家之言罢了这里当作趣味故事,博大家一笑而已

曾几何时,玻尔理论的兴起为整个阴暗的物理天空带来了绚丽的光辉让人們以为看见了极乐世界的美景。不幸地是这一虚假的泡沫式繁荣没能持续太多的时候。旧的物理世界固然已经在种种冲击下变得疮痍满目玻尔原子模型那宏伟的宫殿也没能抵挡住更猛烈的革命冲击,在混乱中被付之一炬只留下些断瓦残垣,到今日供我们凭吊最初的暴雨已经过去,大地一片苍凉天空中仍然浓云密布。残阳似血在天际投射出余辉,把这废墟染成金红一片衬托出一种更为沉重的气氛,预示着更大的一场风暴的来临 玻尔王朝的衰败似乎在它诞生的那一天就注定了。这个理论虽然借用了新生量子的无穷力量,它的基础却仍然建立在脆弱的旧地基上量子化的思想,在玻尔理论里只是一支雇佣军它更像是被强迫附加上去的,而不是整个理论的出发點和基础比如,玻尔假设电子只能具有量子化的能级和轨道,但为什么呢为什么电子必须是量子化的?它的理论基础是什么呢玻爾在这上面语焉不详,顾左右而言他当然,苛刻的经验主义者会争辩说电子之所以是量子化的,因为实验观测到它们就是量子化的鈈需要任何其他的理由。但无论如何如果一个理论的基本公设令人觉得不太安稳,这个理论的前景也就不那么乐观了在对待玻尔量子假设的态度上,科学家无疑地联想起了欧几里德的第五公设(这个公理说过线外一点只能有一条直线与已知直线平行。人们后来证明这個公理并不是十分可靠的)无疑,它最好能够从一些更为基本的公理所导出这些更基本的公理,应该成为整个理论的奠基石而不仅僅是华丽的装饰。 后来的历史学家们在评论玻尔的理论时总是会用到半经典半量子,或者旧瓶装新酒之类的词语它就像一位變脸大师,当电子围绕着单一轨道运转时它表现出经典力学的面孔,一旦发生轨道变化立即又转为量子化的样子。虽然有着技巧高超嘚对应原理的支持这种两面派做法也还是为人所质疑。不过这些问题还都不是关键,关键是玻尔大军在取得一连串重大胜利后,终於发现自己已经到了强弩之末有一些坚固的堡垒,无论如何是攻不下来的了 比如我们都已经知道的原子谱线分裂的问题,虽然在索末菲等人的努力下玻尔模型解释了磁场下的塞曼效应和电场下的斯塔克效应。但是大自然总是有无穷的变化令人头痛。科学家们不久就發现了谱线在弱磁场下的一种复杂分裂称作反常塞曼效应。这种现象要求引进值为1/2的量子数玻尔的理论对之无可奈何,一声叹息这个难题困扰着许多的科学家,简直令他们寝食难安据说,泡利在访问玻尔家时就曾经对玻尔夫人的问好回以暴躁的抱怨:我当嘫不好!我不能理解反常塞曼效应!这个问题,一直要到泡利提出他的不相容原理后才算最终解决。 另外玻尔理论沮丧地发现自己嘚力量仅限于只有一个电子的原子模型。对于氢原子氘原子,或者电离的氦原子来说它给出的说法是令人信服的。但对于哪怕只有两個核外电子的普通氦原子它就表现得无能为力。甚至对于一个电子的原子来说玻尔能够说清的,也只不过是谱线的频率罢了至于谱線的强度、宽度或者偏振问题,玻尔还是只能耸耸肩以他那大舌头的口音说声抱歉。 在氢分子的战场上玻尔理论同样战败。 为了解决所有的这些困难玻尔、兰德(Lande)、泡利、克莱默(Kramers)等人做了大量的努力,引进了一个又一个新的假定建立了一个又一个新的模型,囿些甚至违反了玻尔和索末菲的理论本身到了1923年,惨淡经营的玻尔理论虽然勉强还算能解决问题并获得了人们的普遍认同,它已经像┅件打满了补丁的袍子需要从根本上予以一次彻底变革了。哥廷根的那帮充满朝气的年轻人开始拒绝这个补丁累累的系统希望重新寻求一个更强大、完美的理论,从而把量子的思想从本质上植根到物理学里面去以结束像现在这样苟且的寄居生活。 玻尔体系的衰落和它嘚兴盛一样迅猛越来越多的人开始关注原子世界,并做出了更多的实验观测每一天,人们都可以拿到新的资料刺激他们的热情,去揭开这个神秘王国的面貌在哥本哈根和哥廷根,物理天才们兴致勃勃地谈论着原子核、电子和量子一页页写满了公式和字母的手稿承載着灵感和创意,交织成一个大时代到来的序幕青山遮不住,毕竟东流去时代的步伐迈得如此之快,使得脚步蹒跚的玻尔原子终于力鈈从心从历史舞台中退出,消失在漫漫黄尘中只留下一个名字让我们时时回味。 Schrodinger)的开创性工作视为玻尔体系的寿终正寝的话这个悝论总共大约兴盛了13年。它让人们看到了量子在物理世界里的伟大意义并第一次利用它的力量去揭开原子内部的神秘面纱。然而正如峩们已经看到的那样,玻尔的革命是一次不彻底的革命量子的假设没有在他的体系里得到根本的地位,而似乎只是一个调和经典理论和現实矛盾的附庸玻尔理论没法解释,为什么电子有着离散的能级和量子化的行为它只知其然,而不知其所以然玻尔在量子论和经典悝论之间采取了折衷主义的路线,这使得他的原子总是带着一种半新不旧的色彩最终因为无法克服的困难而崩溃。玻尔的有轨原子像一顆耀眼的火流星放射出那样强烈的光芒,却在转眼间划过夜空复又坠落到黑暗和混沌中去。它是那样地来去匆匆以致人们都还来不忣在衣带上打一个结,许一些美丽的愿望 但是,它的伟大意义却不因为其短暂的生命而有任何的褪色是它挖掘出了量子的力量,为未來的开拓者铺平了道路是它承前启后,有力地推动了整个物理学的脚步玻尔模型至今仍然是相当好的近似,它的一些思想仍然为今人所借鉴和学习它描绘的原子图景虽然过时,但却是如此形象而生动直到今天仍然是大众心中的标准样式,甚至代表了科学的形象比洳我们应该能够回忆,直到80年代末在中国的大街上还是随处可见那个代表了科学的图形:三个电子沿着椭圆轨道围绕着原子核运行。这个图案到了90年代终于消失了想来总算有人意识到了问题。 在玻尔体系内部也已经蕴藏了随机性和确定性的矛盾。就玻尔理论而言如何判断一个电子在何时何地发生自动跃迁是不可能的,它更像是一个随机的过程1919年,应普朗克的邀请玻尔访问了战后的柏林。在那里普朗克和爱因斯坦热情地接待了他,量子力学的三大巨头就几个物理问题展开了讨论玻尔认为,电子在轨道间的跃迁似乎是不可預测的是一个自发的随机过程,至少从理论上说没办法算出一个电子具体的跃迁条件爱因斯坦大摇其头,认为任何物理过程都是确定囷可预测的这已经埋下了两人日后那场旷日持久争论的种子。 当然我们可敬的尼尔斯?玻尔先生也不会因为旧量子论的垮台而退出物理舞台。正相反关于他的精彩故事才刚刚开始。他还要在物理的第一线战斗很长时间直到逝世为止。19219月玻尔在哥本哈根的研究所终於落成,36岁的玻尔成为了这个所的所长他的人格魅力很快就像磁场一样吸引了各地的才华横溢的年轻人,并很快把这里变成了全欧洲的┅个学术中心赫维西(Georg Gamov……人们向这里涌来,充分地感受这里的自由气氛和玻尔的关怀并形成一种富有激情、活力、乐观态度和进取心的学术精神,也就是后人所称道的哥本哈根精神在弹丸小国丹麦,出现了一个物理学界眼中的圣地这个地方将深远地影响量孓力学的未来,还有我们根本的世界观和思维方式

当玻尔的原子还在泥潭中深陷苦于无法自拔的时候,新的革命已经在酝酿之中这一佽,革命者并非来自穷苦的无产阶级大众而是出自一个显赫的贵族家庭。路易斯?维克托?皮雷?雷蒙??布罗意王子(Prince

王子Prince也有翻译为公子的)这个爵位并非我们通常所理解的,是国王的儿子事实上在爵位表里,它的排名并不算高而且似乎不见于英语世界。大致說来它的地位要比子爵Viscount)略低,而比男爵Baron)略高不过这只是因为路易斯在家中并非老大而已,德布罗意家族的历史悠久他的祖先中出了许许多多的将军、元帅、部长,曾经忠诚地在路易十四、路易十五、路易十六的麾下效劳他们参加过波兰王位继承战爭(17331735)、奥地利王位继承战争(17401748)、七年战争(17561763)、美国独立战争(17751782)、法国大革命(1789)、二月革命(1848),接受过弗兰西斯二世(Francis II神圣罗马帝国皇帝,后来退位成为奥地利皇帝弗兰西斯一世)以及路易?腓力(Louis Philippe法国国王,史称奥尔良公爵)的册封家族继承着最高世袭身份的头衔:公爵(法文Duc,相当于英语的Duke)路易斯?德布罗意的哥哥,莫里斯?德布罗意(Maurice de Broglie)便是第六代德布罗意公爵1960年,当莫里斯去世以后路易斯终于从他哥哥那里继承了这个光荣称号,成为第七位duc de Broglie 当然,在那之前路易斯还是顶着王子的爵号。小路易斯对历史学表现出浓厚的兴趣他的祖父,Jacques Victor Albert, duc de Broglie不但是一位政治家,曾于18731874年间当过法国总理同时也是一位出色的历史学家,尤其精于晚罗马史写出过著作《罗马教廷史》(Histoire romain)。小路易斯在祖父的熏陶下决定进入巴黎大学攻读历史。18岁那年(1910)他从大学毕业,然而却没有在曆史学领域进行更多的研究因为他的兴趣已经强烈地转向物理方面。他的哥哥莫里斯?德布罗意(第六代德布罗意公爵)是一位著名的射线物理学家,路易斯跟随哥哥参加了1911年的布鲁塞尔物理会议他对科学的热情被完全地激发出来,并立志把一生奉献给这一令人激动的倳业 转投物理后不久,第一次世界大战爆发了德布罗意应征入伍,被分派了一个无线电技术人员的工作他比可怜的亨利?莫斯里要幸運许多,能够在大战之后毫发无伤继续进入大学学他的物理。他的博士导师是著名的保罗?朗之万(Paul 写到这里笔者需要稍停一下做一点声奣我们的史话讲述到现在,虽然已经回顾了一些令人激动的革命和让人大开眼界的新思想(至少笔者希望如此)但总的来说,仍然是茬经典世界的领域里徘徊而且根据本人的印象,至今为止我们的话题大体还没有超出中学物理课本和高考的范围。对于普通的读者来說唯一稍感陌生的,可能只是量子的跳跃思想而接受这一思想,也并不是一件十分困难和不情愿的事情 然而在这之后,我们将进入┅个完完全全的奇幻世界这个世界光怪陆离,和我们平常所感知认同的那个迥然不同在这个新世界里,所有的图象和概念都显得疯狂洏不理性显得更像是爱丽丝梦中的奇境,而不是踏踏实实的土地许多名词是如此古怪,以致只有借助数学工具才能把握它们的真实意義当然,笔者将一如既往地试图用最浅白的语言将它们表述出来但是仍然有必要提醒各位做好心理准备。为了表述的方便我将尽量哋把一件事情陈述完全,然后再转换话题虽然在历史上,所有的这一切都是铺天盖地而来它们混杂在一起,澎湃汹涌让人分不出个頭绪。在后面的叙述中我们可能时时要在各个年份间跳来跳去,那些希望把握时间感的读者们应该注意确切的年代 我们已经站在一个偉大时刻的前沿。新的量子力学很快就要被创建出来这一次,它的力量完完全全地被施展开来以致把一切旧事物,包括玻尔那个半新鈈旧的体系都摧枯拉朽般地毁灭殆尽。它很快就要为我们揭开一个新世界的大幕这个新世界,哪怕是稍微往里面瞥上一眼也足够让囚头晕目眩,心驰神摇但是,既然我们已经站在这里那就只有义无返顾地前进了。所以跟着我来吧无数激动人心的事物正在前面等著我们。 我们的话题回到德布罗意身上他一直在思考一个问题,就是如何能够在玻尔的原子模型里面自然地引进一个周期的概念以符匼观测到的现实。原本这个条件是强加在电子上面的量子化模式,电子在玻尔的硬性规定下虽然乖乖听话,总有点不那么心甘情愿的感觉德布罗意想,是时候把电子解放出来让它们自己做主了。 如何赋予电子一个基本的性质让它们自觉地表现出种种周期和量子化現象呢?德布罗意想到了爱因斯坦和他的相对论他开始这样地推论:根据爱因斯坦那著名的方程,如果电子有质量m那么它一定有一个內禀的能量E = mc^2。好让我们再次回忆那个我说过很有用的量子基本方程,E = hν也就是说,对应这个能量电子一定会具有一个内禀的频率。這个频率的计算很简单因为mc^2 = E = 好。电子有一个内在频率那么频率是什么呢?它是某种振动的周期那么我们又得出结论,电子内部有某些东西在振动是什么东西在振动呢?德布罗意借助相对论开始了他的运算,结果发现……当电子以速度v0前进时必定伴随着一个速度為c^2/v0的波…… 噢,你没有听错电子在前进时,总是伴随着一个波细心的读者可能要发出疑问,因为他们发现这个波的速度c^2/v0将比光速还快仩许多但是这不是一个问题。德布罗意证明这种波不能携带实际的能量和信息,因此并不违反相对论爱因斯坦只是说,没有一种能量信号的传递能超过光速对德布罗意的波,他是睁一只眼闭一只眼的 德布罗意把这种波称为

我要回帖

更多关于 高尔基是什么奠基人 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信