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主题:【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

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家园 【原创】《量子》----第四章·量子原子(8)

玻尔的论文三部曲的第一篇文章是在1913年的七月发表的,当时,他终于获得了哥本哈根大学的教职。但没过多久,他就感到郁闷,因为他的主要工作是给医学院的学生讲授基础物理。1914年初,玻尔声名鹊起,这让他有了更大的野心,他想为自己谋一份理论物理学的教授职位。但这件事情比较困难,因为理论物理学虽然是一门显学,但在德国以外却很少被人真正重视。卢瑟福在给宗教与教育事务部(Department of Religious and Educational Affairs)的推荐书中写道“在我看来,玻尔博士是欧洲当代最杰出也是最能干的青年数学物理学家之一”,对玻尔及他的提案表示支持。由于玻尔的工作激起了人们浓厚的兴趣,并得到了国际上广泛的承认,很多教员纷纷表示对他的支持,然而,再一次的,大学当局所做的决定是搁置待议。正在玻尔黯然神伤之际,他收到了卢瑟福的一封信,在信中,卢瑟福为他指出了一条出路。

“我敢说你一定知道达尔文的工作合同已经到期了,我们现在正在招聘一位继任者,薪水是200英镑”,卢瑟福写道,“初步的筛选表明适合人选屈指可数。我想找一个年轻人,他得有点创新头脑。”卢瑟福曾经说过玻尔的工作成就说明他具有“伟大的创新力和优点”,尽管没有直接说出口,但卢瑟福已经认定玻尔就是他寻找的那个人。

1914年9月,玻尔申请到一年的离职休假,因为他明白那个申请教授的提案在他休假结束前是不可能有任何答案的。玻尔夫妇搭船前往英国,途中在苏格兰海域遇到了暴风雨,但他们最终安全抵达,并在曼彻斯特受到了热烈的欢迎。当时,第一次世界大战已经爆发,形势大变。爱国主义的狂潮横扫英伦三岛,实验室里几乎所有适合打仗的人都报名参军,房间里看上去空荡荡的。人们起初都认为战争很快就会结束,但当德国人击败了比利时,打进了法国以后,这种乐观的估计破灭了。那些不久前还是同事的男人们如今正在互相射击。马斯登去了西线,而盖革和海韦西则加入了轴心国(Central Powers)的军队。

玻尔抵达曼彻斯特的时候,卢瑟福并不在那儿。他在六月份就离开了,去澳大利亚的墨尔本参加英国科学促进会在那儿举办的年会。作为一名新晋的爵士,卢瑟福拜访了他在新西兰的家人,这之后,他又按计划访问了美国和加拿大。一回到曼彻斯特,卢瑟福就忙于与反潜战相关的研究。因为丹麦是中立国,玻尔被禁止参与任何与战争相关的活动,他只能把主要精力放在教学工作上。由于学术期刊纷纷停办,而与欧洲大陆的学术交流也陷于停滞,研究工作举步维艰。

起初,玻尔是计划在曼彻斯特仅待上一年时间,但实际上呢,直到1916年的5月,他依旧原地未动。这时,他被正式任命为哥本哈根大学的理论物理学教授。他的研究工作获得了越来越多的认同,也帮助他获得了自己企盼以久的这一职位,但是成功的例证并不能掩盖一个事实,那就是量子原子依然无法回答一些问题。如果原子拥有的电子数目超过一个以上,则根据这一模型所预测的结果会与实验结果相左,甚至该模型无法解释仅仅拥有两个电子的氦原子。更糟糕的是,玻尔的原子模型所预测出的频谱线根本无处可觅。为什么某些谱线可以观测到,但另外一些却无法观测?为了解释这一现象,人们引入了所谓的“选择定律(Selection rule)”。在1914年底的时候,玻尔所提出的原子模型理论中的所有核心概念都已经得到了人们的认同,包括以离散形式存在的能级,环行电子所具有的量子化的角动量,以及谱线的成因。然而,只要还有那么一条谱线得不到合理的解释,无论如何引入新的定律,量子原子的地位都是岌岌可危的。

第四章·量子原子(9)


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