狮子与羊羔的启示
按一般的常识,猛兽如狮子、老虎是要捕食活羊羔、兔子的,但在现实中也会有少数特例。
在茶余饭后的闲聊中,卢瑟福特别注意自己谈话的句子结构,他常常恰到好处地插进一些轻松生动的材料,使之绘声绘色,活灵活现。像这样的事对卢瑟福来说,是轻而易举,随手可得的,这也可以说是他的一个典型特点吧!在伦敦市政厅举办的一次宴会结束后,卢瑟福对大家讲了狮子和羊羔的故事:
一个住在美国西部边远地区的农民,有一天在报上看到一条新闻,在毗邻城市的一个动物园里,每天都能看到一头狮子和一只羊羔躺在一起。他对这件事感到非常好奇,于是就乘火车到那个城市,特地游览了那里的动物园,使他大为惊奇的是;狮子和羊羔确实居然非常安宁地,几乎是合抱着躺在一起。然后,他就向动物园里的饲养员打听这件事的真相。
“是的,”饲养员回答他说:“这是千真万确的,到现在为止,它们在一起已经度过三个月了。”饲养员发现这位农民这样激动和深感兴趣,就补充说:“不瞒你说,我们已经更换过好几只羊羔了。”
那么,这个故事给了我们什么启示呢?
按原有的经典力学常识,带电粒子运动速度如果变化,是会由于放出某种辐射而损失能量的。这样一来,原子里的电子绕核旋转,是不断变速的运动,它将会不断损失能量,使得卢瑟福所建立的原子是电子围绕原子核运动的“小太阳系”的图象不能稳定,电子会落到核上的,犹如羊羔必定会被狮子吞食掉一样。但事实上却并非如此。尼尔斯·玻尔解释了这个存在着矛盾的问题。
玻尔赞成卢瑟福的看法“在如此之小的距离内,适用于带电粒子之间的普通的力学定律显然已经破产了。”在动物园的小环境里,狮子与羊羔的相互关系,与大自然中弱肉强食的生存斗争大环境显然很不一样。
量子论引入原子世界
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