Physics 版 (精华区)

发信人: Rg (RedGardenia), 信区: Physics
标  题: §9困难而有趣味
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年05月16日16:56:21 星期五), 站内信件


             §9困难而有趣味


量子力学概念的不寻常的性质，以及这些概念不能被恰
当的想象出来这一事实，使这一学科难以掌握。当然，有的缺
点是量子力学本身固有的。  可是这门学科之所以难于掌握，
不仅因为它的范围在不断扩大，方法在不断改进：我们知道，
描述某种处于不断变化和发展--尤其是迅速的发展--状
态中的事物，要比描述那些已被确认的理论困难得多。不仅
因为如此，而且因为物理学家至今还在对量子力学的意义，以
及量子力学所描绘的微观世界的特殊方面，争论不休。
    我们现在已经进入了空间时代，这个时代又召唤物理学
家走在前面开辟道路。宇宙空间物理学根本不同于地球物理
学，这在于：对前者而言，微观世界是头等重要的。
    小大相成的古老观念在星际空间中被印证。巨星与微小
的原子不仅融合，而且作为一个整体存在着。
    要想不借助某种可想象的表象来通俗地讲述科学几乎是
不可能的。因此在讲述量子力学时，我们将尽量引用自然界
中的模型或类比，如果前者找不到的话。  当然这些类比不会
是精确的或深刻的。它们只帮助我们获得对某些事物梗概的
了解。
    例如，正象我们将要谈到的那样，"电子围绕原子核旋转"
这句话讲给我们听，并不比"雪是白的，很象盐，并且是从天上
落下来的"这样一句话讲给热带居民听，意义更多一些。原子
中的电子的运动，以及这样运动着的电子的本质，要较我们今
天对它们的认识和描述复杂得无可比拟。不仅今天如此，明
天也是如此，一千年以后也是如此。
    真的，量子力学的发展进一步证实了电子特性的无限多
样性和不可穷尽性"。不仅对电子来说是这样，其他任何事物
也是这样。
    今天，我们对周围世界仍然只具有一些相当支离破碎的
知识。我们也才刚刚开始进入地球的外壳，进入海洋和大气
层的深处。我们也才刚刚开始认识田野、森林、河流和沙漠的
生活规律。
    如果是这样，我们如何能够指望对那些难以观察的原子
世界、原子核和基本粒子知道得更多些呢?对这门科学的探
索还要进行几百年、几千年。直到现在我们也还没有离开这
条巨大的知识河流的发源地。
    尽管如此，呈现在新世界探索者面前的是一些多么令人
惊异的事物啊!这门新科学为技术、工业、农业和医学开辟了
一个多么令人鼓舞、多么灿烂辉煌的前景啊!核电力站、放射
性同位素、太阳能电池--这些只是无数实际应用中的几个
例子而已。我们已经开始掌握受控热核反应，并正在深入探
索星际空间。所有这些出现在光辉的现在和灿烂的未来的伟
大成就，都是在本世纪里从一粒微小的种子中滋生出来的。
六十年前，普朗克在科学知识的肥沃土壤上播下了这粒种子，
此后又有许多杰出的科学家对它进行精心的培育。

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