历史有时候被赋予了太多的光圈和晕轮,但还历史的真相,是每一个人的责任,不论那真相究竟是什么。但是这毫不影响牛顿科学上的成就——他是整个近代科学最重要的奠基人,使得科学最终摆脱婢女地位而获得完全独立的象征人物,有史以来第一个集大成的科学体系的创立者。从这个意义上来说,牛顿毫无疑问是有史以来最伟大的科学家,无论是伽利略、麦克斯韦、达尔文,还是爱因斯坦,均不能望其项背。

1925年,物理学真正走到了一个十字路口。它迷茫而又困惑,不知道前途何去何从。昔日的经曲辉煌已经变成断瓦残垣,一切回头路都被断绝。如今的天空浓云密布,不见阳光,在大地上投下一片阴影。人们在量子这个精灵的带领下一路走来,沿途如行山阴道上,精彩目不暇接,但现在却突然发现自己已经身在白云深处,彷徨而不知归路。放眼望去,到处是雾茫茫一片,不辨东南西北,叫人心中没底。玻尔建立的大厦虽然看起来还是顶天立地,但稍微了解一点内情的工程师们都知道它已经几经裱糊,伤筋动骨,摇摇欲坠,只是仍然在苦苦支撑而已。更何况,这个大厦还凭借着对应原理的天桥,依附在麦克斯韦的旧楼上,这就更教人不敢对它的前途抱有任何希望。在另一边,微粒和波动打得烽火连天,谁也奈何不了谁,长期的战争已经使物理学的基础处在崩溃边缘,它甚至不知道自己是建立在什么东西之上。

居里夫人和她的丈夫皮埃尔居里于1903年分享诺贝尔奖(居里夫人在1911年又得了一个化学奖)。他们的女儿约里奥居里也在1935年和她丈夫一起分享了诺贝尔化学奖。居里夫入的另一个女婿,美国外交家 Henry R.Labouisse,在1965年代表联合国儿童基金会获得了诺贝尔和平奖。

“德布罗意事变”将第三次波粒战争推向了一个高潮。电子,乃至整个物质世界现在也被拉进有关光本性的这场战争,这使得战争全面地被升级。事实上,波动这次对电子的攻击只有更加激发了粒子们的同仇敌忾之心。现在,光子、电子、a粒子,还有更多的基本粒子,他们都决定联合起来,为了“大粒子王国”的神圣保卫战而并肩奋斗。这场波粒战争,已经远远超出了光的范围,整个物理体系如今都陷于这个争论中,从而形成了一次名副其实的世界大战。现在的问题,已经不再仅仅是光到底是粒子还是波,现在的问题,是电子到底是粒子还是波,你和我到底是粒子还是波,这整个物质世界到底是粒子还是波。
波动和微粒,这两个对手的恩怨纠缠,在整整三个世纪中犬牙交错,宿命般地铺展开来,终于演变为一场决定物理学命运的大决战。

德布罗意想到了爱因斯坦和他的相对论。他开始这样地推论:根据爱因斯坦那著名的方程,如果电子有质量m,那么它定有一个内禀的能量E=mc²,好,让我们再次回忆那个我说过很有用的量子基本方程,E=hv,也就是说,对应这个能量,电子一定会具有一个内禀的频率。这个频率的计算很简单,因为mc²=E=hv,所以v=mc²/h。
电子有一个内在频率。那么频率是什么呢昵?它是某种振动的周期。那么我们又得出结论,电子内部有某些东西在振动。是什么东西在振动呢?德布罗意借助相对论,开始了他的运算,结果发现……当电子以速度v0前进时,必定伴随着一个速度为c²/v0的波。
电子在前进时,本身总是伴随着一个波。细心的读者可能要发出疑问,因为他们发现这个波的速度c2/v0将比光速还快上许多,但是这不是一个问题。德布罗意证明,这种波不能携带实际的能量和信息,因此并不违反相对论。爱因斯坦只是说,没有一种能量信号的传递能超过光速,对德布罗意的波,他是睁一只眼闭一只眼的。
德布罗意把这种波称为“相波”,后入为了纪念他,也称其为“德布罗意波”。

波尔理论的兴起似乎为整个阴暗的物理天空带来了绚丽的光辉,让人们以为看见了极乐世界的美景。不幸的是,这一虚假的泡沫式繁荣没能持续太多的时间。旧的物理世界固然已经在种种冲击下变得疮痍满目,玻尔原子模型那仓促兴建的宫殿也没能抵挡住更猛烈的革命冲击,不久后便在混乱中被付之一炬,只留下些断瓦残垣,到今日供我们凭吊。最初的暴雨已经过去,大地一片苍凉,天空中仍然浓云密布。残阳似血,在天际投射出余辉,把这废墟染成金红一片,衬托出一种更为沉重的气氛,预示着更大的一场风暴的来临。

首先,波尔假设,电子在围绕原子核运转时,只能处于一些“特定的”能量状态中。这些能量状态是不连续的,称为定态。你可以有E1,可以有E2,但是不能取E1和E2之间的任何数值。正如我们已经描述过的那样,电子只能处于这些定态中,两个定态之间没有缓冲地带那里是电子的禁区,电子无法出现在那里。玻尔规定当电子处在某个定态的时候,它就是稳定的,不会放射出任何形式的辐射而失去能量。这样,就不会出现崩溃问题了。
但是,玻尔也允许电子在不同的能量状态之间转换,或者说,跃迁。电子从能量高的E2状态跃迁到E状态,就放射出E2-E1的能量来,这些能量以辐射的方式释放,根据我们的基本公式,我们知道辐射的频率为v,从而使得E2-E1=hv。反过来,当电子吸收了能量,它也可以从能量低的状态擎升到一个能量较高的状态,其关系还是符合我们的公式。每一个可能的能级,都代表了一个电子的运行轨道,这就好比离地面500千米的卫星和离地面800千米的卫星代表了不同的势能一样。当电子既不放射也不吸收能量的时候,它就稳定地在一条轨道上运动。当它吸收了一定的能量,它就从原先的那个轨道消失,神秘地出现在离核较远的一条能量更高的轨道上。反过来,当它绝望地向着核坠落,就放射出它在高能轨道上所搜刮的能量来,一直到落入最低能量的那个定态,也就是所谓的“基态”为止。因为基态的能量是最低的,电子无法再往下跃迁,于是便恢复稳定状态。