玻尔的两次错误

张相轮

1930年，物理学家在实验中发现了一个奇怪的现象：从放射性元素镭的核内发出的β射线（一种电子流）的粒子能量值呈连续分布，这同当时的量子论的观点——它们应该是跳跃式变化不符。怎样解释这一现象呢？物理学校威尼尔斯·玻尔认为：这说明能量守恒定律在微观世界里可能不再有效了；在微观世界里，占支配地位的是统计偶然性规律。但玻尔的学生、青年物理学家泡利不同意老师的见解，他认为能量守恒原理应该成立，量子论也是对的。要解决上述矛盾，得走出传统概念的死胡同。他提出“中微子”假说。师生二人为此争争吵吵，谁也说服不了谁。

过了几年，玻尔到日本去讲学。一位日本青年物理学家汤川秀树正在研究原子核内的结合力问题。汤川大胆假设，核子与核子之间是通过交换一种“介子”而相互作用的。不过根据理论计算，这样一种粒子的质量应该是电子质量的200倍以上。而在已经发现的粒子中，没有哪一种可以担当这个角色。如果由已知的电子担任这个交换粒子，又违背能量守恒和转化定律，于是汤川就这个问题请教玻尔。玻尔批评他说：“你为什么要创造这样一种新粒子？”并仍用“能量守恒原理不再成立”的假设来说明。但是，汤川没有因此而动摇。过了不到一年，物理学家先后从宇宙线中发现了两种介子，其中之一正是汤川所预言的传递核力的介子。他因为这一贡献获得了诺贝尔物理学奖。

1956年6月，美国物理学家又用实验证实了泡利所预言的中微子的存在。泡利赢得了最后的胜利。

号称一代物理学大师的玻尔在这两件事上所犯的错误在于他把在微观现象中起一定支配作用的偶然性规律的地位夸大了。自然界的客观规律是有层次性的，高一级层次的规律具有更大的普遍性。能量守恒和转化定律是适用于自然界各个层次的普遍规律。过去很多人想发明永动机而最终失败，都由于违背这一普遍原理，玻尔的主张实际上重蹈了他们的旧辙。而两位青年人由于敢于创新，并且遵循正确的原则和科学的思路，从而超过了自己的前辈学者。后来有的科学家忆及此事，感慨地说：“这一切令人信服地显示了在科学方法论上创新思想的可贵。”