玻爾的兩次錯誤

張相輪

1930年，物理學家在實驗中發現了一個奇怪的現象：從放射性元素鐳的核內發出的β射線（一種電子流）的粒子能量值呈連續分布，這同當時的量子論的觀點——它們應該是跳躍式變化不符。怎樣解釋這一現象呢？物理學校威尼爾斯·玻爾認為：這說明能量守恒定律在微觀世界里可能不再有效了；在微觀世界里，占支配地位的是統計偶然性規律。但玻爾的學生、青年物理學家泡利不同意老師的見解，他認為能量守恒原理應該成立，量子論也是對的。要解決上述矛盾，得走出傳統概念的死胡同。他提出“中微子”假說。師生二人為此爭爭吵吵，誰也說服不了誰。

過了幾年，玻爾到日本去講學。一位日本青年物理學家湯川秀樹正在研究原子核內的結合力問題。湯川大膽假設，核子與核子之間是通過交換一種“介子”而相互作用的。不過根據理論計算，這樣一種粒子的質量應該是電子質量的200倍以上。而在已經發現的粒子中，沒有哪一種可以擔當這個角色。如果由已知的電子擔任這個交換粒子，又違背能量守恒和轉化定律，于是湯川就這個問題請教玻爾。玻爾批評他說：“你為什么要創造這樣一種新粒子？”并仍用“能量守恒原理不再成立”的假設來說明。但是，湯川沒有因此而動搖。過了不到一年，物理學家先后從宇宙線中發現了兩種介子，其中之一正是湯川所預言的傳遞核力的介子。他因為這一貢獻獲得了諾貝爾物理學獎。

1956年6月，美國物理學家又用實驗證實了泡利所預言的中微子的存在。泡利贏得了最后的勝利。

號稱一代物理學大師的玻爾在這兩件事上所犯的錯誤在于他把在微觀現象中起一定支配作用的偶然性規律的地位夸大了。自然界的客觀規律是有層次性的，高一級層次的規律具有更大的普遍性。能量守恒和轉化定律是適用于自然界各個層次的普遍規律。過去很多人想發明永動機而最終失敗，都由于違背這一普遍原理，玻爾的主張實際上重蹈了他們的舊轍。而兩位青年人由于敢于創新，并且遵循正確的原則和科學的思路，從而超過了自己的前輩學者。后來有的科學家憶及此事，感慨地說：“這一切令人信服地顯示了在科學方法論上創新思想的可貴。”