读《寻找宇宙人》有感怎么写？( 三 ) 「问人人知识网」

说完了引力，在讲讲后一种发现的力。在很早古代，人们就发现带静电的物体可以吸引轻小物体，然后带相同电荷相互排斥，不同电荷互相吸引。当然同时也有一个很接近的，就是磁力。磁有两极，同样是同极相斥，异极相吸。后来发现电流可以产生磁力，之后法拉第又成功将磁变成了电。于是电与磁之间就可以互相转换了。但是没有人能解释这是为什么。直到麦克斯韦成功的用四个简单的方程同时描述了电力和磁力，即完成了电力和磁力的统一。之后就将这种新的力称为“电磁力” 。
随着物理学的发展，渐渐地问题显现出来了。比如这样一个例子：在一个烤炉中，我们设定一定温度，在加热炉壁的时候它的内部会产生辐射波，那是与电磁波形式相同的波，既可以来自太阳的表面，也可能来自于烧红的铁棒。于是问题出来了。我们知道，电磁波带着能量，比如说地球上的一切能量都来自于电磁波从太阳上带到地球上的能量。在20世纪的开端，物理学家计算了在特定温度下烤炉内所有电磁辐射所携带的能量。根据以前的计算程序，他们得到一个荒唐的结果：对于任何温度来说，炉内的能量都是无穷大！这完全是没有意义的。即使火热的烤炉可能蕴藏着巨大的能量，但肯定不是无穷大。1900年，普朗克提出了一个解决方法，消除了无限能量的烦恼。他是这样想的：他认为炉子里电磁波携带的能量是一小团一小团的，它是某个基本能量的整数倍，但是分数是不允许的。波所携带的最小能量是有频率决定的。具体说，他假定一列波所具有的最小能量正比于波的频率：高频意味着大能量，低频意味着小能量。就这样总的能量加起来，就会是一个合理的值。消除了毫无意义的无限大结果，普朗克迈出了重大的一步。不过人们真相信他的猜想是对的，还是因为新方法计算的有限的烤炉内的能量与实验测量的结果惊人的一致。更特别的是，普朗克在计算里调节了一个参数，，从而准确度预言了在任意温度下测量的烤炉的能量。这个新进入计算的参数是波的最小能量单元与频率的比例因子，也就是著名的普朗克常数。普朗克常数是非常小的，大约是千亿亿亿分之一。普朗克常数这样小，说明能量包的尺度是非常小的。这也就是为什么我们觉得可以让琴弦的能量连续的变化，从而听到连续变化的琴声。虽然，按照普朗克的观点，波的能量实际上是一点点传播的，但那些点实在是太小了，一点跟着一点，仿佛是光滑连续流动的。在往后就是爱因斯坦对“光电效应”的思考，在这里就不详细介绍了。爱因斯坦的解决方法与普朗克类似。在他看来，一束光其实可以认为是一股光粒子流，后来化学家路易斯给光的微粒取了一个好听的名字——光子。然后争论就出来了，光是什么？粒子还是波？这个争论从很早就开始了。最后，英国物理学家托马斯·杨在19世纪初做的关于光的双缝干涉实验证明光是一种波。后来，麦克斯韦为流行的光的波动观奠定了坚实的数学基础。但是，打倒了牛顿的神圣引力理论的爱因斯坦，现在却似乎又通过他的光子复苏了牛顿的光的粒子模型。当然，如果设想一下水，水是由大量的水分子——粒子组成的，但是却可以表现出波的性质。那么似乎有理由猜测，光的波动性也来自于光的微粒图像，只要光的粒子数足够大。可微观世界更加难以捉摸。实际上，即使光源强度越来越弱，直到光子以缓慢的速率逐个的打在双缝后的屏上，仍然会产生同样的干涉条纹。这是很令人惊讶的，相继通过缝隙然后独立打在屏上的一个个光子，如何能够“协同的”打在屏上产生明暗相间的干涉条纹呢？按照传统的思维，我们认为光子要么通过左缝，要么通过右缝，但事实却不是这样的。所以在微观世界里，我们应该接受这样的事实，它既可能是波，也是粒子。1923年，年轻的法国贵族德布罗意认为，波粒二象性不仅适用于光，也适用于物质。很快，实验发现电子也具有类似的波的性质，能产生干涉图样。在后来，根据这样的发展，在围观世界建立起了一门新的学科——量子力学。去想象量子力学中的现象，你会发现都是荒唐的，虽然它们的确是真理。比如说，量子力学解释光的干涉认为，光子实际上同时穿过了两条缝，然后选了一个它最想去的路径，到达屏上。至于那个光子是否曾经先飞到冥王星再飞回来，都是无法否定的。当然，也有一些有趣且相当荒唐的说法，比如：你贴在一面墙上，你是有一定的概率穿过这面墙的，当然，概率非常小，但是不是零。