089章 X射線受輕元素散射的量子理論

　　“李，我想讓你看看我的論文?！?p>　　亞瑟·康普頓打開公文包，取出一沓手稿。

　　李康平接過手稿快速閱讀。

　　亞瑟·康普頓的這篇論文名為《X射線受輕元素散射的量子理論》。

　　“從量子理論的觀點看，可以假設(shè)：任一特殊的X射線量子不是被輻射器中所有電子散射，而是把它的全部能量耗于某個特殊的電子，這電子轉(zhuǎn)過來又將射線向某一特殊的方向散射，這個方向與入射束成某個角度。輻射量子路徑的彎折引起動量發(fā)生變化。結(jié)果，散射電子以一等于X射線動量變化的動量反沖……”

　　“……散射射線的能量等于入射射線的能量減去散射電子反沖的動能。由于散射射線應(yīng)是一完整的量子，其頻率也將和能量同比例的減小。因此，根據(jù)量子理論，我們可以期待散射射線的波長比入射射線大。散射輻射的強(qiáng)度在原始X射線的前進(jìn)方向要比反方向大，正如實驗測得的那樣。實驗設(shè)計及實驗結(jié)果如下……”

　　康普頓在論文里畫出了實驗設(shè)計圖，并羅列了主要的實驗數(shù)據(jù)。

　　李康平一邊看論文一邊說：“亞瑟，你的實驗看上去不錯。”

　　康普頓解釋道：“我特制了一臺X射線分光儀，X射線管也是我自己設(shè)計和吹制的。管子的靶和石墨散射器靠的很近，測量用的可調(diào)象限靜電計是我和卡爾一起改裝的，這些措施大大提高了X射線散射實驗的檢測靈敏度，所以我得到了這組實驗數(shù)據(jù)?！?p>　　亞瑟·康普頓提到的卡爾是他的哥哥卡爾·康普頓，看起來親兄弟一同上陣了。

　　“美妙的實驗，相當(dāng)美妙。”

　　李康平稱贊道，遂繼續(xù)讀論文。

　　“根據(jù)能量守恒和動量守恒，考慮到相對論效應(yīng)，得散射波長為：Δλ=（2h/mc）sin^2（1/2θ）。其中Δλ為入射波長λ0與散射波長λθ之差，h為普朗克常數(shù)，c為光速，m為電子的靜止質(zhì)量，θ為散射角?！?p>　　“K.P.李于1921年2月在《物理評論》上發(fā)表了《黑體輻射和光量子》，他在文中指出：從光量子理論的觀點來看，干涉現(xiàn)象可以與光原子的集合聯(lián)系起來，這些光原子不是相互獨立的，而是相干的?！?p>　　“我認(rèn)為K.P.李的觀點應(yīng)該是成立的。并且，我觀察到波長變動可以借助于光量子理論，且通過守恒定律來解釋：這種密切的數(shù)字符合似乎意味著，我們應(yīng)該把散射過程看成一種量子現(xiàn)象，而非經(jīng)典定律。”

　　亞瑟·康普頓寫文的口吻比較溫和，他頻繁使用“應(yīng)該”、“似乎”、“可能”、“或許可以期待”等字眼。

　　李康平看懂了，這篇《X射線受輕元素散射的量子理論》其實就是康普頓效應(yīng)。

　　康普頓效應(yīng)----量子力學(xué)永遠(yuǎn)的神之一。

　　物質(zhì)波-----量子力學(xué)另一個永遠(yuǎn)的神。

　　康普頓效應(yīng)、物質(zhì)波是一伙的，所以李康平無條件支持康普頓的《X射線受輕元素散射的量子理論》。

　　李康平高興的大喊大叫：“亞瑟，你做了一項了不起的實驗，你提出了一個偉大的學(xué)術(shù)觀點！沒錯，我們應(yīng)該把散射過程看成一種量子現(xiàn)象！光量子學(xué)說毫無疑問是正確的！我太開心了，亞瑟，我為你感到驕傲！嘿，房間里有酒嗎，我想喝酒！”

　　“李，別高興的太早，我覺得這篇論文有些地方需要修改，這也是我這次來紐約和你見面的主要原因?！?p>　　兩人徹夜長談，就學(xué)術(shù)問題展開了深入的探討。

　　支持經(jīng)典的光的波動理論的物理學(xué)家，我們稱之為舊派。

　　支持光量子理論的物理學(xué)家，我們稱之為新派。

　　光量子理論說光不僅具有波動性，而且具有粒子性，即光具有波粒二象性。

　　愛因斯坦早在1905年就提出了光量子學(xué)說，又在1916年進(jìn)行了補(bǔ)充完善。利用光量子學(xué)說，愛因斯坦完美解釋了光電效應(yīng)，并給出了光電方程。

　　羅伯特·密立根于1916年通過光電實驗證明了光電效應(yīng)的正確性，這么看來，愛因斯坦似乎勝利了。

　　搞笑的是，羅伯特·密立根做光電實驗時是經(jīng)典理論的支持者，他想要通過實驗推翻光量子學(xué)說，從而證明經(jīng)典理論的正確性。

　　不管出于什么初衷，羅伯特·密立根的實驗結(jié)果是光量子學(xué)說強(qiáng)有力的證據(jù)。

　　愛因斯坦獲得1921年諾物獎的主要理由就是他在光電效應(yīng)領(lǐng)域的研究貢獻(xiàn)。

　　光量子學(xué)說被密立根的實驗所證明，且愛因斯坦因此獲得諾貝爾獎，那么愛因斯坦大獲全勝了嗎？

　　好像并沒有。

　　現(xiàn)如今仍有大量的舊派物理學(xué)家堅定的支持光的波動理論。

　　這是為什么呢？

　　是他們太過愚蠢嗎？

　　亞瑟·康普頓剛才說了，在這場基礎(chǔ)理論基本問題的戰(zhàn)爭中，誰輸了，誰就會垮臺。

　　你笑舊派氣數(shù)已盡，舊派笑你無稽之談。

　　學(xué)術(shù)王朝的更替必然涉及激烈的斗爭，而這種斗爭不僅僅是純粹的學(xué)術(shù)性斗爭，也牽扯到了其他因素。

　　亞瑟·康普頓在他的論文中引用了李康平的論文《黑體輻射和光量子》，在戰(zhàn)略層面，亞瑟·康普頓、李康平是學(xué)術(shù)思想高度一致的戰(zhàn)略性盟友。

　　也就是說，在光的本性這個基本問題上，亞瑟·康普頓、李康平屬于新派，他倆站在愛因斯坦這邊，他倆是光量子學(xué)說的堅定支持者。

　　天色蒙蒙亮，不知不覺過了一夜。

　　略顯疲倦的李康平說道：“亞瑟，你的X射線散射實驗比密立根教授的光電實驗更前進(jìn)了一步，你不但考慮到了能量守恒，還考慮了動量守恒。那么我們面臨的問題是，C.G.達(dá)爾文為什么要那樣寫？”

　　C.G.達(dá)爾文的態(tài)度其實是比較曖昧的，他說光量子學(xué)說、光的波動理論勢如水火，兩者只能存活一個。但C.G.達(dá)爾文并未明確表態(tài)他究竟是支持光量子學(xué)說，還是支持光的波動理論。

　　可以肯定的是，C.G.達(dá)爾文認(rèn)為守恒定律應(yīng)該被放棄。

　　而亞瑟·康普頓以守恒定律為基礎(chǔ)設(shè)定，寫出了《X射線受輕元素散射的量子理論》這篇論文。

　　C.G.達(dá)爾文的爺爺可以說是人類歷史上最杰出的科學(xué)家之一。

　　C.G.達(dá)爾文這位年輕的英國科學(xué)家雖有點名氣，卻遠(yuǎn)未達(dá)到他爺爺?shù)哪欠N程度。

　　李康平、康普頓心里有數(shù)，C.G.達(dá)爾文只不過是位打手，我們可以忽視C.G.達(dá)爾文，而我們必須重視C.G.達(dá)爾文身后的真正大佬尼爾斯·玻爾。