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范洪义:曾国藩谈能量不连续

已有 2194 次阅读 2018-5-9 20:29 |系统分类:科研笔记

 文/范洪义


    关于有温度的物体发出的热辐射在不同频率上的能量分布规律,普朗克指出必须假设在光波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,这样计算的结果才能和试验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子,每一份能量子等于普朗克常数乘以辐射电磁波的频率。

    也就是说,能量值只能取某个最小能量元的整数倍,存在一个新的自然常数 h = 6.626196×10^-34 J·s(即6.626196×10^(-27)erg·s,因为1erg=10^(-7)J)。这一假设后来被称为能量量子化假设,其中最小能量元被称为能量量子,而常数 h 被称为普朗克常数,普朗克首次指出了热辐射过程中能量变化的非连续性。后来,爱因斯坦指出在光的传播过程中情况也是如此。

    但是,怎么会是这样的呢?物体能量的变化怎么会是非连续的呢?人们愿意相信,任何过程的能量变化都是连续的,而且光从光源中也是连续地、不间断地发射出来的。那么如何理解普朗克常数呢!于是,在能量量子化假设提出之后的十余年里,普朗克本人一直试图利用经典的连续概念来解释辐射能量的不连续性,但最终归于失败。他只好无奈地说:新理论的最终被确立是真理受是因为反对者慢慢老死了,而新的一代年轻人一开始就接受了它,不再反对。啊哈,先入为主。

    我在年轻时,为了理解能量的不连续性,曾经反复琢磨清代文人兼军门曾国藩的一段话:“凡精神(理解为能量),抖擞处(高能的情形)易见,断续处难见。断者出处断,续者闭处续。道家所谓“收拾入门”之说,不了处看其脱略,做了处看其针线。小心者,从其做不了处看之,疏节阔目,若不经意,所谓脱略也。大胆者,从其做了处看之,慎重周密,无有苟且,所谓针线也。二者实看向内处,稍移外便落情态矣,情态易见。”

    可见,对于能量存在不连续性曾国藩(1811-1872)早就注意到了,早于1900年普朗克的报告,对于断续观察的“脱略”,曾国藩也有些精辟的阐述,只是他没有确定能量子的值,是普朗克做了慎重周密的“针线”活确定了量子,所以诺贝尔奖还是应该授予普朗克。


按:曾氏此语,出自《冰鉴》,极为后人所重。本义是用以识人鉴能的方法,具有极高智慧。范老师却从中看出能量存在的不连续性,可谓独杼新见。最关键的一句“断者出处断,续者闭处续”,其意为“精神不足,是由于故作抖擞并表现于外;精神有余,是由于自然而生并蕴涵于内(译见网络)”,我们是否可以这样理解:精神有余,则视为高能状态,能量的不连续性就不明显;而精神不足,视为低能态,则精神的断续性(也就是量子性)就显示出来了。




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