物理学哲学分享 http://blog.sciencenet.cn/u/赵国求 研究员,武汉市学科带头人,专著十部,国内外发表论文六十余篇。

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电子探踪(1)

已有 2097 次阅读 2014-6-6 11:31 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦

 电子探踪(1

引言

   25年前,有位年轻朋友问我,什么是电子。我说电子是一种粒子。他说不对,电子是波。我说电子既是粒子又是波。他问这如何解释。这真不是一句话能说得完的。当时我答应给他找资料,但是我进了许多图书馆,却没找到一本合适的专门介绍电子及其理论的简明易懂的书。于是我决计自己动手。经过几次易稿,写成一了个中篇,并在一份报纸的科普版连载。

当时我说,青年朋友,读完这本小册子,你将会沿着历史的足迹,对人们如何认识电子有一个较清楚的了解,对电子及其理论的发展,有一个清晰的概念。你如果有兴趣,还可以踏着时代的步伐去追寻电子的行踪,对电子的新认识正等待你去发现!

5年前科学网有朋友希望我写写科普,那时我还来不及思考,令朋友失望。25年前发表在报纸上的那个科普中篇,起到一定的科普宣传作用,获得过读者好评,曾获评湖北省科协科普著作二等奖。25年后的今天,何不根据科学的新发现改一改,并通过网络传媒,在更多的读者群中传播,如能激发青年学子对科学探索的兴趣,不正是自己的心愿么!

一、原子之父

2400年前的一天,古希腊阿布德拉城的著名哲学家德谟克利特从地上抓起一块尼土,紧紧地攥在手心,他双目炯炯生辉,走进教室,对着他的学生大声疾乎:“由于我的手指太粗糙,因此,无法把泥土的粉末攥得更细,但是,假设这些小细粒仍可再分,我们应该料想到,只要有合适的工具,我们便可以把它们分割成更小的微粒,而且这些更小的微粒还可分割成更更小的微粒。现在若问我们能不能没完没了地分割下去,我的回答是不能!因为,迟早我们会得到一个不可再分的泥土微粒。这些不可再分的无限小的粒子,我把它称作原子…,经过长时间的思考,我得到结论:不光这块泥士,我们所看到的一切,岩石和植物,动物和人类,海洋和云彩,月亮和群星,都是由这些不可再分的细微粒子组成的。简而言之,原子和虚空构成了整个茫茫宇宙。”话音刚落,教室里便响起了热烈的掌声。学生们为老师精辟论述所倾倒,为老师的才智过人而欢呼、雀跃…。

与此同时,论敌柏拉图在郊外阿卡德米亚学校燃起了一堆火炬,把德谟克利特的著作一本本投入烈火,并且声斯力竭地高叫:“原子论见鬼去吧,谈论物质结构是浪费时间,唯独精神才有重要价值。物质和事物是人类智慧的产物,是一种虚幻的世界,只有精神才是真正的存在。”他的学生亚里士多德也在为其助威,一面加柴拨火,一面投书助焚......

柏拉图死后,亚里士多德又成了德谟克特学说的死敌,巨不承认原子论。他极力推崇伊壁鸠鲁的主张,认为一切物质都由四元素加上不可名状的而且浮移不定的第五种物质组成。这四种元素是土、水、火和空气。它们被视为是具有干、湿、冷、暖等特性的综合体。宣称干和冷产生土,因此才有了泥土和石头;而水的成份是冷和湿;光是暖和湿的混合物;暖和干形成火!他解释,一棵破土而出的植物,是石头(土)和水同太阳光中的火的一种结合。树木被砍伐并晒干后,便失去了水元素,这样就能燃烧了。树木在燃烧后变成了石头,这就是灰与火。

从今天的角度看,亚里士多德的观点是幼稚可笑的。但是不可否认,它多少带有唯物的倾向。他的解释既简单而又明了,人人都可以理解。德谟克利特的原子观确实太抽象了,他唯一能做的实验,就是用手去碾磨泥土,因此,相信亚里士多德的人越来越多,以致形成了绝对压倒的优势。亚里士多德博学多才,他对各门学科都有研究,他是最早潜心研究动物和植物的生物学家。他广为著书立说,被当作科学领域中无可争辩的的里手行家。而德谟克利特抽象的原子论却渐渐遭人冷落,灰积尘封,几乎被人遗忘了。不过,他是最早凭自己的真知灼见提出:世界和宇宙中的万物都是由看不到、又摸不着的不可再分的原子组成的。当今,人们仍视他为原子理论的奠基人,并称他为原子之父。





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