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终于,经典物理还没有来得及多多体味一下自己的盛世,一连串意想不到的事情在19世纪的最后几年连续发生了,仿佛是一个不祥的预兆。
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1895年,伦琴(Wilhelm Konrad Rontgen)发现了X射线。
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1896年,贝克勒尔(Antoine Herni Becquerel)发现了铀元素的放射现象。
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1897年,居里夫人(Marie Curie)和她的丈夫皮埃尔·居里研究了放射性,并发现了更多的放射性元素:钍、钋、镭。
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1897年,J.J.汤姆逊(Joseph John Thomson)在研究了阴极射线后认为它是一种带负电的粒子流。电子被发现了。
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1899年,卢瑟福(Ernest Rutherford)发现了元素的嬗变现象。
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如此多的新发现接连涌现,令人一时间眼花缭乱。每一个人都开始感觉到了一种不安,似乎有什么重大的事件即将发生。物理学这座大厦依然耸立,看上去依然那么雄伟,那么牢不可破,但气氛却突然变得异常凝重起来,一种山雨欲来的压抑感在人们心中扩散。新的世纪很快就要来到,人们不知道即将发生什么,历史将要何去何从。眺望天边,人们隐约可以看到两朵小小的乌云,小得那样不起眼。没人知道,它们即将带来一场狂风暴雨,将旧世界的一切从大地上彻底抹去。而我们,也即将冲进这暴风雨的中心,去看一看那场天崩地坼的革命。
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但是,在暴风雨到来之前,还是让我们抬头再看一眼黄金时代的天空,作为最后的怀念。金色的光芒照耀在我们的脸上,把一切都染上了神圣的色彩。经典物理学的大厦在它的辉映下,是那样庄严雄伟,溢彩流光,令人不禁想起神话中宙斯和众神在奥林匹斯山上那亘古不变的宫殿。谁又会想到,这震撼人心的壮丽,却是斜阳投射在庞大帝国土地上最后的余辉。
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(1) 不过显然赫兹没有领到奖金。由于问题太难而无人挑战,这个悬赏于1882年就失效了。
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(2) 在他之前,毕达哥拉斯等人也已经有过类似的想法,不过比较原始粗糙。
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(3) 实际上两人相安无事的时间并不长,到了1675年他们又在光的问题上大吵了一架。
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(4) 丹皮尔在《科学史》里说牛顿只是把粒子的假设放在书后的问题(Query)里,并没有下结论,所以不能把粒子说的统治归结到牛顿的权威头上,这似乎说不过去。不谈牛顿一向的态度和行文中明显的倾向,就算在《光学》正文里,也有多处暗含了粒子的假设。
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(5) 原文是“…my supposition is that the Attraction always is in a duplicate proportion to the Distance from the Center Reciprocal”。当然,牛顿十多年前就已经有了类似的概念,但两人当时都无法给出(椭圆)运动轨道的证明,不能算作“发现了平方反比定律”。
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(6) 近来,科学史家们更倾向于认为,胡克并非有意难为牛顿。胡克是以皇家学会的名义与牛顿通信的,而讨论问题并在学会朗读交流结果本来就是他当时的本职工作。胡克后来仍旧不断地与牛顿写信讨论,完全不知道对手已经怒不可遏(可见Koyré和Inwood的论述)。
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(7) 见Nauenberg1994年、 1998年以及他2003年在胡克纪念会议上的报告。
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(8) 我在这里描述的是较大众化的版本。杨最早的实验是用一张卡片把光束分割成两半以达到同样效果,实际上并未用到“双缝”。
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(9) 据说这话是开尔文勋爵说的,不过实际上麦克斯韦在此之前也说过类似的话,虽然他本人对这种看法是持反对态度的。
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(10) 当然,准确地说,是他于1886-1888年进行的一系列实验。
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上帝掷骰子吗?:量子物理史话(升级版) 2 Dark Clouds 乌云
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Part. 1
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1900年的4月27日,伦敦的天气还有一些阴冷。马路边的咖啡店里,人们兴致勃勃地谈论着当时正在巴黎举办的万国博览会。街上的报童在大声叫卖报纸,那上面正在讨论中国义和团运动最新的局势进展以及各国在北京使馆人员的状况。一位绅士彬彬有礼地扶着贵妇人上了马车,赶去听普契尼的歌剧《波希米亚人》。两位老太太羡慕地望着马车远去,对贵妇帽子的式样大为赞叹。但不久后,她们就找到了新的话题,开始对拉塞尔伯爵的离婚案评头论足起来。看来,即使是新世纪的到来,也不能改变这个城市古老而传统的生活方式。
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相比之下,在阿尔伯马尔街皇家研究所(Royal Institution, Albemarle Street)举行的报告会就没有多少人注意了。伦敦的上流社会好像已经把他们对科学的热情在汉弗来·戴维爵士(Sir Humphry Davy)那里倾注得一干二净,以致在其后几十年的时间里都表现得格外漠然。不过,对科学界来说,这可是一件大事。欧洲有名的科学家都赶来这里,聆听这位德高望重,然而却以顽固出名的老头子―开尔文男爵(Lord Kelvin,本名William Thomson)的发言。
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开尔文的这篇演讲名为《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》。当时已经76岁,白发苍苍的他用那特有的爱尔兰口音开始了发言,他的第一段话是这么说的:
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