昨天閒來無事,把高中物理拿出來翻看。其中對於近代物理的部份,課文利用敘述歷史的方式,把二十世紀初期發生的一連串重大的發現,用各種實驗和假說的形成過程介紹給學生,儘量避免公式的推演。
自從十九世紀末,馬克斯威先生 (James Clerk Maxwell) 提出熱力學三大定律和完美結合電與磁的方程式之後,物理學家紛紛額首稱慶,世界的規則終於完備,知識的追求終於告個段落,物理學家終於可以安心退休養老或改行了。可惜喜悅只維持了沒幾年,接二連三的實驗,例如黑體輻射、拉賽福 (Ernest Rutherford) 的散射實驗 (Gold foil experiment),湯木生 (Joseph John Thomson) 的電子測量,用牢不可破的證據證明貌似完美的定律其實還有許多漏洞。科學家們面對物理的高塔危如累卵,急得彷彿熱鍋上的螞蟻,普朗克 (Max Planck) 率先發現能量的不連續性,卻又無法理解其中意含,波耳 (Niels Bohr) 提出能階理論,卻是根基在虛幻的假說上。還好這時海森堡 (Werner Heisenberg) 提出了矩陣力學 (Matrix Mechanics),薛定愕 (Erwin Schrödinger) 提出了波動力學,分別用兩種方式,完美的解釋原子的運動模式。雖然兩個模型在數學上是等價的,但是完美的公式背後其中的意義到底為何,卻還沒有人了解。