大燕文学

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第17部分（第5页）

但是，卢瑟福实验的最令人惊讶的结果也就在于：不管是在放射

性衰变过程中发射出的α粒子，还是从外部射入原子核的炮弹，

它们实际拥有的能量都太小了，不足以从围墙——即我们物理学

家常说的“势垒”——上面越过。这是一个同古典力学的全部概

念完全相矛盾的事实。真的，要是滚一个皮球所用的能量远远小

于它达到山顶所需要的能量，你怎能期望它越过山顶滚过去呢？

在这种情况下，古典物理学只好瞪大眼睛，假定卢瑟福的实验肯

定有某种错误了。

其实，这里并没有任何错误。如果说这里有什么错误的话，

那么，犯错误的决不是卢瑟福，而恰恰是古典力学自己。这种局

面已经由伽莫夫、格尼和康登同时澄清了，他们指出，只要从量

子论的观点来考虑这个问题，就不会产生任何疑难了。事实上，

我们已经知道，今天的量子物理学并不承认古典理论那种非常确

定的、呈曲线状的轨道，而用幽灵般模糊的径迹来代替它们。并

且，正像古老传说中的幽灵能够毫无困难地穿过古城堡厚厚的石

墙一样，这种幽灵般的轨道也能够穿透那种从古典观点看来完全

无法穿透的势垒。

请大家不要以为我是在开玩笑。势垒被能量不够大的粒子所

穿透的可能性，确实是新的量子力学的基本方程直接给出的数学

结果，它代表新、旧运动概念之间的一个最重大的差异。不过，

新的力学虽然容许出现这种不寻常的效应，但却是在加上严格限

制的条件下才容许这样做的：在绝大多数场合下，穿过势垒的机

会都极其微小，被禁闭的粒子肯定要往墙上撞许许多多次（次数

多到无法置信），才能够最后获得成功。量子论为我们提供了一

些计算这种逃逸概率的精确公式，现在事实已经证明。我们所观

察到的α衰变的周期是同这种理论预测完全相符的。即使是对于

那些从外部射入原子核的炮弹来说，量子力学的计算结果也同实

验非常一致。

在进一步深入讨论之前，我想先让大家看几张照片，它们显

示了几种被高能原子炮弹击中的原子核的衰变过程。

第一张是旧的云室照片。我应该说明一下，由于这些亚原子

粒子非常非常之小，人们是不能够直接看到它们的，即使是用倍

数最大的显微镜也不行。所以，你们一定想不到我能为大家提供

它们的真实照片了。可是情况并不如此，我们只要利用一些巧妙

的方法，就可以做到这一点。

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