好了,闲话暂且不提,我们还回到德布罗意的故事上来。这德布罗意假设一提出,当时大部分物理学家都抱着试试看的态度。其中有一个奥地利物理学家薛定锷(1887-1961)1926年正在苏黎世大学(就是爱因斯坦曾工作过的那所大学)任教授。有人建议他把这个假设拿到学生中去讨论,他很不以为然,只是出于礼貌,才勉强答应下来。可是当他为讨论准备介绍报告时,立即被德布罗意的思想抓住了。现在我们又要看到科学史上一次惊人的相似。这薛定锷的特长是数学很好,于是他就像牛顿总结伽利略、开普勒的成果,麦克斯韦总结法拉第的成果一样,立即用数学公式将德布罗意的思想又提高了一层,得出一个著名的“薛定锷方程”。这个方程一公布立即震惊物理界,它就像牛顿方程解释宏观世界一样,能准确地解释微观世界。它清楚地证明原子的能量是量子化的;电子运动在多条轨道上,跃迁轨道时就以光的形式放出或吸收能量;电子在核外运动有着确定的角度分布。这样,他用数学形式辟出一个量子力学新体系。同时还有一个德国物理学家海森堡从另一角度研究量子力学,提出一个矩阵力学体系。薛定锷用的是微积分形式,海森堡用的是代数形式,物理学早已不是人们可以眼看手摸的形状、温度,它现在要用更抽象的概念才能作出更准确的表述了。正像我们绘画时为了更准确地传神,白描反而不够,而要用写意。
再说这个海森堡(1901-1976)越研究越深。最后,他发现我们虽然可以在宏观世界里准确地观察任何现象,而在微观世界里简直作不到这一点。这好比我们用一支粗大的测海水温度的温度计去测一杯咖啡的热量,温度计一放进去,同时就要吸收掉不少热量,所以我们根本无法测准杯子里原来的温度。而作为原子内的能量如此之小,任我们制成怎样精确的仪器,也会对它有所干扰。观察者及其仪器永是被观察现象的一个不可分割的部分,一个孤立自在的物理现象是永不存在的。这便是“测不准原理”。我们生活在这个物理世界,身在此山中,难识庐山真面目。
量子理论现在越发展越深,当初的一个幼芽,现在已经渐渐长成一棵枝叶扶疏的大树。于是,1930年一批物理学家们又齐集布鲁塞尔召开第六届索尔维会议。检阅1911年第一次会议以来量子理论的发展成果。这次会议的主角已不是普朗克,而是玻尔(1885-1962)。
这玻尔是丹麦人,1911年毕业于哥本哈根大学,后追随卢瑟福求学,1916年起就返回母校任教,并创办了物理研究所。他将当时世界上一批有才华的青年如海森堡、泡利等都团结到自己的身边。玻尔治学严谨,却又继承了老师卢瑟福的民主学风。他有一句名言,就是:“我从不怕在年轻人面前暴露自己的愚蠢。”在他的研究所里一争论起学术问题,便没有长幼、师生之分。这种充分的学术民主,依靠集体的智慧,后来被称为哥本哈根精神。