按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
“恰恰相反，”教授坚持说，“这是绝对正常的——从任何
物体总会发生这种事这个意义上说。人们只不过是由于量子常数
的值大小和一般观察方法太粗糙，才没有注意到这种测不准性。
他们得到一个错误的结论说：位置和速度都是永远可以准确测定
的量。事实上，这两个量都总是有某种程度的测不准性，并且，
其中一个量测得越准确，另一个量就越弥散，越测不准。量子常
数所起的作用，正好就是它决定了这两个测不准的量之间的关系。
注意，现在我要把这个球放进三角木框里，把它的位置明确地限
制起来了。”
那个球一放进木框里，整个三角框的内部就到处闪烁着象牙
的白光。
“你看，”教授说，“我把台球的位置限定在三角框里几分
米范围内了，这就使速度产生了相当可观的测不准性，所以台球
在木框里迅速地运动。”
“你能让它停下吗？”汤普金斯先生问道。
“不，从物理学上说，这是不可能的。任何一个处在封闭空
间内的物体都有一定的运动——我们物理学家把它称为零点运动。
举个例子吧，任何原子中的电子的运动都属于这一类。”
就在汤普金斯先生注视那个球像笼子里的老虎一样，不断地
在框子里来回猛冲的时候，发生了一件极不寻常的事。那个球竟
直接穿过三角框的框壁“漏”了出来，接着就向球台远处那个角
落滚过去。事情怪就怪在它确实不是越过三角框跳出来，而真的
是穿过没有空隙的木壁钻出来，一点也没有离开台面。
“看到了吗？”教授说，“事实上，这恰好是量子论的一个
最有意思的后果。任何一件东西，只要它的能量大到在穿过围墙
以后还能继续跑开，你就不可能把它囚禁在封闭的围墙里。这个
物体早晚总是要直接从围墙‘漏出’跑掉的。”
“要是这样，我就再也不上动物园去了。”汤普金斯先生断
然地说，他那活泼的想象力已经描绘出一幅从笼子里“漏出”的
老虎同狮子打架的情景了。然后，他的思想又转到一个稍稍不同
的方向上去：要是他的汽车也从锁得好好的车库里漏出来呢？他
想象一辆好好锁在车库里的汽车，突然像中世纪传说中的老妖精
那样，“钻过”汽车库的墙壁闯了出来。
“我得等待多长时间，”他问教授，“才能看到一辆汽车——
可不是用这里这种愚弄人的材料制造的，而是真正用钢铁制成的
汽车——穿过汽车库的砖墙‘漏’出来？我倒确实很想看一看哩！”
教授很快地在脑子里算了一下，便把答案准备好了，“这大
概需要等待100 000 000 … 000年。”
尽管汤普金斯先生在银行业务中经常接触到巨大的数字，他
却弄不清教授所说的数字中到底有多少个零——反正数字是够长
的，长到他完全不必担心他的汽车会自己跑掉。
“就算我相信你所说的一切都是正确的，可我仍旧不明白，
这样的事怎么能够观察到，如果我们没有这里这些台球的话。”
“这是一个合理的反对意见，”教授说，“当然，我的意思
并不是说，在你经常接触的那些物体上，也能够观察到量子现象。
问题在于，量子规律只有在应用到原子或电子这类非常小的质量
上时，它们的效应才会变得显著得多。对于这些粒子来说，量子
效应已经大到一般力学完全失效的程度。两个原子之间的碰撞，
看起来完全同你刚才观察到的两个‘量子象牙’台球的碰撞一样；
而电子在原子中的运动，则同我放进三角框里的台球的‘零点运
动’非常相似。”
“电子是不是常常从原子中跑出？”汤普金斯先生问道。
“不，不是的，”教授急忙回答说，“根本不会发生这种情
形。你大概还记得我说过，物体一旦通过势垒漏出，还必须有足
够的能量跑开。电子是依靠它所带的负电荷与原子核中质子的正
电荷之间的静电引力，才保持在原子里的。电子没有足够的能量
摆脱这种吸引，所以它就无法跑开。如果你想看到粒子漏出的情
况，那么，我建议你去观察重原子核。从某种意义上说，重原子
核的表现就像是由一些α粒子组成的。”
“α粒子？那是什么？”
“α粒子是由于某种历史原因而给氦原子核起的名称。它由
两个中子和两个质子组成，而且结合得异常牢固：那４个粒子可
以非常有效地‘贴在一起’。就像我刚刚说过的，由于α粒子结
合得极其牢固，在某些情况下，重原子核的表现就像是一些α粒
子的集合体，而不像是由单个中子和质子组成的。虽然这些α粒
子也在原子核的整个体积内运动着，但是，它们却依靠那种把核
子结合在一起的短程核引力而保持在原子核的体积内，至少在正
常状况下是这样的。但是，常常也有一个α粒子漏了出来：它跑
到那种把它保持在原子核内的核引力的作用范围外。事实上，它
现在只受到它自己的正电荷与它留在后面的其他α粒子的正电荷
之间的长程静电斥力的作用。因此，现在这个α粒子便被推到原
子核的外面了。这是放射性原子核的一种衰变方式，你可以看出，
这个α粒子同你那辆锁在车库里的汽车十分相似，只不过。粒子
的漏出要比你的汽车快得多罢了！”
在进行这次长谈以后，汤普金斯先生感到疲惫不堪，他精神
涣散。漫无目标地四顾着。他的注意力被房间角落里一座巨大的
老爷时钟吸引住了，它那长长的老式钟摆正在缓慢地来回摆动着。
“我看，你是对这座时钟发生兴趣了，”教授说，“这也是
一种不大寻常的机器哩，不过，它目前已经过时了。这座时钟所
代表的，正好是人们最初思考量子现象时所用的途径。它的钟摆
的装法，使得摆幅只能够改变有限多次。可是，现在所有钟表制
造者都宁愿采用巧妙的弥散摆。”
“啊，我希望我能够理解这一切复杂的事物！”汤普金斯先
生感慨地说。
“好极了，”教授立即反应说，“我是在去作量子论演讲的
途中拐进这家酒馆来的，因为我从窗外看到了你。要是我不准备
迟到，现在我就该走了。你愿意一块去吗？”
“好的，我去。”汤普金斯先生说。
像通常那样，演讲厅里坐满了学生，汤普金斯先生虽然只能
在台阶上找个座位，但已觉得很满意了。
女士们，先生们——教授开始演讲了——
在前两次演讲中，我曾努力对你们说明，由于发现一切物理
速度都有一个上限，以及对直线这个概念进行了分析，我们完全
改造了１９世纪的时空观念。
但是，对物理学基础进行批判分析所得到的进展，并没有停
止在这个阶段上，接着又有了一些更加令人惊奇的发现和结论。
我这里所指的是物理学中那门被称为量子论的分支学科，它同时
间和空间自身的性质关系不大，但同物体在时间和空间中的相互
作用和运动却有密切的关系。
古典物理学总是认为，不需要任何证明就可以肯定地说，通
过改变实验的条件，可以把任何两个物理客体之间的相互作用降
低到要多小有多小，在必要时甚至可以把它降低到实际上等于零。
譬如说，在研究某些过程所产生的热时，人们要担心放进温度计
会把一部分热量带走，从而使所要观察的过程不能正常进行，但
是，实验工作者们总是确信，采用比较小的温度计或非常精致的
温差电偶，就能够把这种干扰降低到所要求的精确度极限以下。
过去人们确信，从原理上说，任何一种物理过程都可以用任
意高的精确度进行观察，观察本身并不会对所观察的过程产生干
扰。这种信念是那么根深蒂固，因此，人们从来没有想到需要把
这样一种提法明确地加以说明，并且总是把所有有关的问题都当
作纯技术性的困难来处理。但是，２０世纪开始以来所积累的许
多新的实验事实，却不断促使物理学家作出结论说，真实的情况
确实要复杂得多，并且，在自然界中存在着一个确定的互相作用
下限，这个下限是永远不能超越的。就我们日常生活中所熟悉的
各种过程而论，这个天然的精确度极限小到可以忽略不计，但是，
当我们所要处理的是在原子或分子这类极微小的力学系统中发生
的过程时