科学外史II（30）J9九游会
经典物理学到19世纪末仍是集其大成，有的物理学家以至惊奇我方将要没什么事情可干了。然则刚一插足20世纪，经典物理学这个贵族之家，就出了一个名叫“量子力学”的逆子，才二十几年功夫就将经典物理学搞得家反宅乱。在这个经过中，一个现实中的法国贵族起了要津作用。
经典物理学家眷的逆子
有一种说法以为，量子力学出生于1900年12月17日——德国物理学家普朗克（Max Planck）在柏林科学院物理学会作念了一次对于热放射表面的敷陈，这天其后就被东谈主们视为量子力学的寿辰。
普朗克提议，在热辐命中，能量不是像东谈主们惯常念念象的那样以连气儿的形态输出，而是以一小包一小包的形态输出。这一小包一小包的能量被称为“能量子”，频频由“普朗克常数”来表征。“量子”的主意由此出生——经典物理学天下中的连气儿性被破碎了。
不外其时科学界对普朗克的敷陈反馈并不彊烈，毕竟东谈主们（包括普朗克本东谈主）还王人备无法念念象量子力学会弄出多大空匮。但这个逆子长到五岁那年，又出了一件和量子力学探究的大事。
这年是1905年，还有一个响亮的名字——“爱因斯坦遗址年”。在这一年，专利局小职员爱因斯坦一下发表了五篇物理学论文，狭义相对论便是在这年创立的。爱因斯坦莫得因为相对论而获取诺贝尔物理学奖，但以“光电效应”给了他一个奖（1921年），“光电效应”是他1905年另一篇论文的主题。
爱因斯坦提议了“光量子”的主意，他以为光无非便是一束“能量子”酿成的流，而清除波长的通盘量子都佩带着相似的能量。这些“光量子”其后就得名“光子”。这种不雅念和普朗克的“量子”异途同归，又一次破碎了经典物理学天下的融合平缓——其实光的微粒说之前就有了，但麦克斯韦（J. C. Maxwell）的电磁表面将光视为一种波，况兼在表面和实验上都取得了好意思满的讲解（表面物理“四落拓学”中的“电能源学”就包括电磁波的系统表面），微粒说已被废弃许深远。而现时好意思满的电磁表面竟然无法解释光电效应。
爱因斯坦因此想法用“光的波粒二象性”来解释光电效应，光的微粒说再次回生，光的本体再次成为未解之谜。物理学家们为光是粒子照旧波，以及怎样贯穿光的本体，喋喋连续争论了20年，没念念到在1924年，他们迎来了量子力学的成东谈主礼。
这年英国《玄学杂志》9月号上，发表了法国东谈主德布罗意（L. V. De Broglie）的一篇著述，德布罗意提议了“物资波”的主意。这个主意是如斯的感天动地，如斯的难以贯穿，是以只怕候东谈主们索性就称之为“德布罗意波”。
所谓“物资波”，节略狡滑地说便是“世间万物只消通顺就会产生波”，它有一个十分节略的关系：当物体静止时，波长就变成无尽大，而无尽大的波长天然意味着波的灭绝。
按照德布罗意的念念法，物资波就好比一个粒子在冲浪——粒子坐在波上随波驰骋，而波是粒子本人产生出来的。换句话说，便是“粒子骑在我方的波上”，这确实一种难以贯穿的滑稽而怪诞的意象，被一些东谈主戏称为“半东谈主半马的怪物”，但用来证明“光的波粒二象性”倒似乎又惬心贵当。
现实生存中的法国贵族
德布罗意出身法国贵族，布罗意公爵的贵族身份至少不错上溯到1740年，传到他仍是是第七代。这个家眷还被奥地利授予“亲王”头衔，因此德布罗意在1960年秉承了公爵和亲王两个贵族头衔。他1987年衰一火于巴黎，享年95岁。
德布罗意大学念的是索邦神学院（今巴黎大学前身），原本学的是历史，但其后受其兄影响，改念物理。在一些列传作家笔下，德布罗意“留着全心修剪过的小胡子，一副奄奄一息的表情”，衣饰贯通，“身上每一点每一毫都是精辟的法国贵族范儿”。
1923年德布罗意发表了3篇对于光量子的论文，1924年他将对于物资波表面的物理学论文提交索邦神学院，答辩委员们不知谈该奈何办，但“他们都不念念让一个社会地位这样高的东谈主失望”，是以就让他通过了。德布罗意的答辩委员会主席是有名物理学家朗之万（Paul Langevin）——他的另一个有名身份是居里夫东谈主（Marie Curie）的婚外情东谈主。比拟严肃的看法是，德布罗意之是以大略通过答辩，是朗之万对他论文的抚玩起了遑急作用。
出东谈主意象的是，没过几年德布罗意竟然就得了诺贝尔物理学奖（1929年）。相传他得诺奖的论文唯一半页长，铭刻1980年笔者在南京大学念天体物理专科，有一次量子力学课磨练中，一谈鬈曲全班无东谈主答对，过后考验告诉大家：这谈题是左证德布罗意得诺奖的论文矫正的，“你们若是能答对就怪了”，听考验这样一说，班上那些尖子同学才释然了。更意旨的是瑞典皇家科学院给德布罗意的受奖词：
在莫得任何已知县实佐证的情况下，您勇猛断言，物资不仅具有粒子性，也有波动性。其后的实考据明，您的看法是正确的。您给一个戴上荣耀桂冠好几个世纪的名字带来了新的荣耀。
经典物理学的薄暮
对经典物理学来说，德布罗意波主意的出现便是一场大难。因为物理学家们发现：组成当代量子力学基础德布罗意波是一种“几率波”，这种波以几率——而不是经典物理学所习气的准确款式——决定着粒子（比如电子）的通顺。是以几率波（即德布罗意所想法的物资波）履行上断然含糊了经典物理学中的细目性。
1927年夏天，在布鲁塞尔的天下物理学家大会上，传闻德布罗意的学说“遭到了整体一致的含糊”（然则这又并不妨碍他在两年后获取诺贝尔物理学奖），引颈风致的东谈主物换上了两位德国后生物理学家，海森堡（Werner Heisenberg）和薛定谔（Erwin Schrodinger），有东谈主以为这两东谈主决定了而后量子力学的发展标的。
海森堡最出名确天然便是“测不准旨趣”，这个旨趣也有一个止境精辟的关系式，和德布罗意波的抒发式有着彰着的血统关系：
粒子位置的测不准量，和粒子速率的测不准量，这两个量中的任何一个为0时，另一个必为无尽大。换句话说，当咱们大略准确细目粒子的位置时，粒子的速率必为无尽大，而无尽大的速率意味着粒子的速率王人备无法细目；当咱们大略准确细目粒子的速率时，粒子位置的测不准量变成无尽大，这意味着咱们王人备无法知谈粒子此刻位于那边。
至于“薛定谔的猫”，其实仅仅体裁性的修辞或譬如，固然在文东谈主作品中常被拿起，其实严肃的物理学家基本上不驳斥这只猫。
量子力学而后的各式进展，总体上已卑不足谈。测不准旨趣和薛定谔的猫，其实作念了清除件事——和德布罗意一王人透顶蹂躏了经典物理学天下的细目性。从今以后，仍是莫得任何圆满的顺序，不错用时刻和空间、原因与后果这样传统的不雅念来姿首微不雅天下的事件了。
（作家系上海交通大学讲席考验、科学史与科学文化商讨院首任院长）
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江晓原
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