玻爾的兩次錯(cuò)誤

張相輪

1930年，物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：從放射性元素鐳的核內(nèi)發(fā)出的β射線（一種電子流）的粒子能量值呈連續(xù)分布，這同當(dāng)時(shí)的量子論的觀點(diǎn)——它們應(yīng)該是跳躍式變化不符。怎樣解釋這一現(xiàn)象呢？物理學(xué)校威尼爾斯·玻爾認(rèn)為：這說明能量守恒定律在微觀世界里可能不再有效了；在微觀世界里，占支配地位的是統(tǒng)計(jì)偶然性規(guī)律。但玻爾的學(xué)生、青年物理學(xué)家泡利不同意老師的見解，他認(rèn)為能量守恒原理應(yīng)該成立，量子論也是對(duì)的。要解決上述矛盾，得走出傳統(tǒng)概念的死胡同。他提出“中微子”假說。師生二人為此爭(zhēng)爭(zhēng)吵吵，誰也說服不了誰。

過了幾年，玻爾到日本去講學(xué)。一位日本青年物理學(xué)家湯川秀樹正在研究原子核內(nèi)的結(jié)合力問題。湯川大膽假設(shè)，核子與核子之間是通過交換一種“介子”而相互作用的。不過根據(jù)理論計(jì)算，這樣一種粒子的質(zhì)量應(yīng)該是電子質(zhì)量的200倍以上。而在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子中，沒有哪一種可以擔(dān)當(dāng)這個(gè)角色。如果由已知的電子擔(dān)任這個(gè)交換粒子，又違背能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，于是湯川就這個(gè)問題請(qǐng)教玻爾。玻爾批評(píng)他說：“你為什么要?jiǎng)?chuàng)造這樣一種新粒子？”并仍用“能量守恒原理不再成立”的假設(shè)來說明。但是，湯川沒有因此而動(dòng)搖。過了不到一年，物理學(xué)家先后從宇宙線中發(fā)現(xiàn)了兩種介子，其中之一正是湯川所預(yù)言的傳遞核力的介子。他因?yàn)檫@一貢獻(xiàn)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

1956年6月，美國物理學(xué)家又用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了泡利所預(yù)言的中微子的存在。泡利贏得了最后的勝利。

號(hào)稱一代物理學(xué)大師的玻爾在這兩件事上所犯的錯(cuò)誤在于他把在微觀現(xiàn)象中起一定支配作用的偶然性規(guī)律的地位夸大了。自然界的客觀規(guī)律是有層次性的，高一級(jí)層次的規(guī)律具有更大的普遍性。能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是適用于自然界各個(gè)層次的普遍規(guī)律。過去很多人想發(fā)明永動(dòng)機(jī)而最終失敗，都由于違背這一普遍原理，玻爾的主張實(shí)際上重蹈了他們的舊轍。而兩位青年人由于敢于創(chuàng)新，并且遵循正確的原則和科學(xué)的思路，從而超過了自己的前輩學(xué)者。后來有的科學(xué)家憶及此事，感慨地說：“這一切令人信服地顯示了在科學(xué)方法論上創(chuàng)新思想的可貴?！?/p>