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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,这个极限便变得非常重要了。
1900年,德国物理学家普朗克在从理论上研究物体与辐
射之间的平衡条件时,得出了一个令人惊讶的结论说,这种平衡
是根本不可能达到的,除非我们假设物质与辐射之间的相互作用
并不像我们通常设想的那样连续,而是通过一系列不连续的‘冲
击’来实现的,在每一次这样的基本相互作用中,都有一定量的
能量从物质转移给辐射或从辐射转移给物质。为了达到所要求的
平衡,并且使理论同实验事实相一致,必须在每次冲击所转移的
能量与那个导致能量转移的过程的频率(周期的倒数)之间,引
入一个简单的数学比例关系式。
这样一来,普朗克不得不作出结论说,在用符号h代表这个
比例常数时,每次冲击所转移的最小能量(即所谓量子)可由下
式算出:
E=hν(13)
式中ν是辐射的频率。常数h的数量值等于6.547×10…34焦·秒,
它通常被称为普朗克常数或量子常数。量子常数的数量值极其微
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