空间简史之3.10 再论光电效应(2)

2019-04-08 22:49

一个简谐振子的能量不能连续取值完全符合热辐射的内部机制,去掉假设二字也是完全正确的。但是,紧接着,为了与已有的标准能谱密度函数相符合,普朗克把这个新的基本单元能量ε0定义为ε0=hν。这是一个相当粗略的处理,仅仅把“基本能量单元”与振子的频率联系到了一起。这一处理使物理学失去了向更微观世界深入的绝好机会。

ν是简谐振子的频率,也就是某个波列的频率。波列的频率是由电子的运动所确定的。普朗克常数h的确定方法使hν只精确到电子能级能量差值的程度。辐射能量的转移显然不是电子全程负责的,电磁波的振子不是电子,电磁波也不是电子的波,电磁波的媒质更不可能是电子。应该追究是谁接受了电子的能量,又是什么东西把这些能量传递到其它物质和物体的。历史的事实是没有谁做这样的追究,能量子停留在了电子的层面,没有深入到亚原子领域,自然的更细微的本质被忽略或隐藏了。“浅尝辄止”,量子学从萌芽伊始就注定了自己的命运。应该说,近似的处理对于当时面对的黑体辐射问题有相当的精确度,圆满地解决了公式与实验的矛盾,并从理论上合理解释了“能量均分原理”错误的根源。但是,电磁波已经涉及到比电子更细微的层次,用一个相差十分巨大的电子的可分辨能量来描述电磁波所应该对应的更细小粒子的行为是远远不够的。每一个辐射波列除了频率还有振幅,振动持续时间(波列长度)等要素。频率相同波

数不同的波列其能量不一定相同,hν只是ν相同的波列能量的统计值。更严重的是,这个解决了黑体辐射问题的辉煌成就转移了人们对电磁波本质的注意力,掩盖了在能量转移中起关键作用的以太的存在。误作基本能量而不可细分的hν所对应的是数目巨大的以太,如果问题涉及到以太,hν的些许变化都会在以太中引起巨大的“骚动”;hν的“活跃”会造成无法控制的以太“涨落”;hν不能对应任何比电子更小粒子的亚原子粒子的个体行为,对这些细小粒子的考察最具体的也只是一个统计的概率结果;以hν为单位所划的线在亚原子领域永远是一条没有规律的十分模糊的边界,站在hν上朝任何两个方向都将看到不同的结果。由于电子总是绕核高速运动,即使对同一个原子,其hν都是千变万化的,以hν看世界,就人类眼睛的响应速度,你永远也不能确定你即将看到的景象会是什么。

我们没有权力用现世的眼光评判一百年以前的思想和行为,更没有资格说前辈们当初应该如何如何。在物理学深陷困惑的今天重新回顾这些往事,纯粹是为了物理学的明天。量子理论因为初创时的局限,决定了它所称雄的领域只在原子、电子层次,其后的事实已经充分证明了这一点。原子物理学的发展和完善以及以计算机为标志的半导体电子科技的大飞跃,都是量子理论的硕果。但是,在亚原子领域,在更细微粒子间的相互作用方面,在场、引力等涉及电磁波

的更深层次的问题上,在解释大范围宇宙问题等等方面,量子理论的缺陷十分明显。与解释光电效应时的两个相互矛盾的概念一样,基于自相矛盾的两个假设的相对论,与光量子有相似的思维模式。相对论变换和同时的相对性的论证都有违背光学理论的事实存在。以光速不变彻底取代以太使理论的完整性受到制约。排斥了以太的引力没有抓住自然的本质,以致引力坍缩和无穷大问题一直得不到合理的解释和解决。因为以不同的方式错过了以太,同为两个基础理论的相对论和量子理论不能相容,要被迫做出人为的选择:在量子统治的原子领域忽略引力作用,对引力和宇宙学问题可以不必考虑量子效应。这使得引力与其它自然力的统一变得十分艰难。同样的原因,没有以太参与的粒子物理学,不能精确对应每一个细小的物质粒子,其最成功的标准模型没有深入到相应的微观世界,“粗放”的性格使它可以对任何参数都“来者不拒”。还有暗能量和暗物质问题,看似和本文无关,但是,正是因为能量子和光量子错过了以太,才使得这个问题也成为当代物理学的“五大困惑”之一。

最接近揭示以太的热辐射和光电效应都错过了机会,物理学因此而停滞不前。


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