分割原子

在原子学说的发展过程中,有一段颇有教训的历史。

古时候,人们仰视日月星辰,奇峰峭壁;俯察长河大川、沙石草木,有时不禁提出这样的问题:品类繁多的宇宙万物到底是由什么构成的?是怎样构成的?

大自然中千变万化的事物,给人们提供了许许多多发人深思的现象。譬

如一堆沙粒,从远处看去似乎它们都是连续的整体,而实际上却是由无数颗小沙粒组成的;天上的银河,一眼望去好像是一条白色的辉带,然而,它却是由数量庞大的星体聚集而成的⋯⋯,这些现象很容易使人们想到:一切大的东西都是小小的颗粒构成的。

我国早在 2000 多年前的春秋战国时期,墨子就提出了类似“原子”的说法。当时他和庄子发生了激烈的争论。庄子说,要是有一根一尺长的木棍, 我今天把它折成两段,明天再把那半段再折成两段,后天又把那半段的半段再折成两段⋯⋯这样一直折下去,即使折了 30 万年也没个完,可以永无尽止地折下去。墨子不同意庄子的看法,墨子说,不可能无限制地折下去,折到后来一定会遇到“尽头”(墨子称之为“端”),在那时,就不能再折下去了,“端”就是不可再分的最小颗粒。

比墨子稍后一些,古希腊有位著名的哲学家,名叫德谟克利特。他和墨子一样,认为对于物体是不可能无限分割的,分到最后,一定会遇到一种不可再分的最小单位,这种最小单位,他名之曰:“不可分者”。这些论点先后被我国翻译成“莫破尘”和“原子”。所以,不论是墨子的“端”,还是德漠克利特的“原子”,都包含着“不可再分”的意思。德谟克利特的继承者,古罗马的卢克来修,在一本题为《物活论》的书中,又一次表达了德谟克利特的原子观点。以德谟克利特为首的古代原子学说,认为原子是客观存在的,并且是不可分割的,是永恒地运动着的。

德谟克利特的朴素唯物主义的原子学说,在当时的历史条件下,虽然只是一种猜测,但是由于它是用唯物主义观点来解释世界的,因而受到了唯心主义和宗教势力的竭力反对。

然而,古老的原子学说并没有被唯物主义的黑风恶浪所吞没,却一直流传下来。

17 世纪中叶,随着时代的前进,科学的发展,使原子学说又获新生,重新活跃起来。1803 年,英国科学家道尔顿用原子论解释了定比定律,提出了倍比定律,并测出了一些元素的原子量,从此,原子学说就从一种古老的猜测,变成为科学的理论,结束了化学史上愚昧的炼金时代。

原子学说阐明:物质是由原子组成的;原子是不可再分的最小微粒;同一种原子的重量、大小都是一样的;一切原子都处在不停地运动中。原子学说的创立和发展,对当时的科学发展无疑起了促进的作用。人们利用这个学说解释了不少过去所不能解释的物理现象和化学现象。到了 19 世纪,原子学说就占据了统治地位。

但是,科学实验只证明了物质是由原子构成的,并没有证明原子是“不可再分”的最小微粒。当时许多科学家并不理解这一点,他们把原子“不可再分”的观点奉为“金科玉律”,因而原子是构成整个世界的“最小砖石” 就成了当时不容置疑的信条。

由于原子学说取得了一定的成就,使得不少的科学家沉醉于完美而和谐

的气氛之中,认为既然原子是构成整个世界的“最小砖石”,那末,一当人们认识了原子以及它们的运动规律,真理就被穷尽了。“终极理论”就形成了,科学家除了对已有的理论进行修修补补之外,似乎已经无可作为了。正如普朗克的老师菲力浦·若里所说:“其实,科学已到达了它的顶峰,研究它没有多大意义。大厦已建造好了,如果其中还有什么不足的话,那是可以用一些枯燥无味的修饰工作来消除的。”若里的话并非一己之见,当时多数科学家都作如是观。

然而,正当这些科学家举杯庆贺“终极理论”大厦的落成,举手欢呼科学到达登峰造极的境地的时候,一系列新的科学发现,打破了“终极理论” 的迷梦,在人们面前展示了一个崭新的世界。

1895 年,德国科学家伦琴,发现了一种不可见的新型射线,因为当时他不知道这是一种什么射线,所以称之为 X 射线。X 射线具有很大的穿透能力, 能透过木材和肉体等物质;1896 年,法国科学家贝克勒尔又发现了一种新的射线,它是从铀的化合物中放射出来的一种射线,人们称之为贝克勒尔射线; 1897 年英国物理学家汤姆逊发现了电子;1898 年居里夫妇发现了镭。镭具有强烈的放射性,它比铀的放射性还要大几百万倍,镭所放射出来的三种性质不同的射线,经过研究发现:α射线是另一种元素——氦的原子核;β射线是一科高速运动的电子流;而γ射线却是一种波长极短的电磁波

这些科学上的重大发现,把一向被认为是“不可再分”由原子打碎了, 剥开了原子的“表皮”,雄辩地证实了:原子的内部还有复杂的结构,它根本不是组成物质的“最小的砖石”。这就有力地否定了把原子学说视为“终极理论”的形而上学的观点。

按理说,对于科学上的新发现,应该伸出双臂来欢迎。但是,被形而上学的“终极理论”思想僵化了头脑的人,无法理解科学土壤中萌发出的新生幼芽,相反,却把它们视之为“不可理解”的“怪物”。

起初,他们试图对一系列的科学发现进行各种解释。然而,他们所用的武器却几乎都是从旧的原子学说的武库中寻找出来的,想把新的科学发现束缚在旧学说的框框中,这当然是徒劳的。于是,他们苦恼、分割原子 - 图1 徨、徘徊、甚至对科学丧失信心。著名的物理学家洛伦兹哀叹道;“在今天,许多人提出了与昨天他们说过的话完全相反的主张,在这样的时代,真理已经没有标准了,也不知道科学是什么了。我很悔恨,我没有在这些矛盾出现的五年前死去。”著名的科学家玻耳兹曼甚至走上了自杀的道路。这完全是形而上学的“终极理论”所酿成的悲剧。

就在这时,唯心主义乘虚而入,利用一些科学家的混乱思想,出来兜售他们的主观唯心主义。他们把一系列的科学发现歪曲为“物质消失了”,“物理学毁灭了”,并把物理学的发展歪曲为“现代物理学危机”。

正当这时,列宁高瞻远瞩,写出了《唯物主义和经验批判主义》一书, 给予唯心主义思潮以严肃的批判,澄清了“终极理论”所造成的迷雾。列宁

指出,就物理学本身而言,根本不存在危机剂问题,而是革命、进步的问题。并作出了“电子和原子一样,也是不可穷尽的”伟大预见,为自然科学的发展指出了光明的道路。