的光線都無法打擊出哪怕是一個電子來呢?而頻率,頻率是什麼東西呢?無非是波振動的頻繁程度而已。如果頻率高的話,便是說波振動得頻繁一點,那麼照理說頻繁振動的光波應該打擊出更多數量的電子才對啊。然而所有的實驗都指向相反的方向:光的強度決定電子數目,光的頻率決定能否打出電子。這不是開玩笑嗎?
想象一個獵人去打兔子,兔子都躲在地下的洞裡,輕易不肯出來。獵人知道,對於狡猾的兔子來說,可能單單敲鑼打鼓不足以把它嚇出來,而一定要採用比如說水淹的手法才行。
就是說,採用何種手法決定了能不能把兔子趕出來的問題。再假設本地有一千個兔子洞,那麼獵人有多少助手,可以同時向多少洞穴行動這個因素便決定了能夠嚇出多少隻兔子的問題。但是,在實際打獵中,這個獵人突然發現,兔子出不出來不在於採用什麼手法,而是有多少助手同時下手。如果只對一個兔子洞行動,哪怕天打五雷轟都沒有兔子出來。而相反,有多少兔子被趕出來,這和我們的人數沒關係,而是和採用的手法有關係。哪怕我有一千個人同時對一千個兔子洞敲鑼打鼓,最多隻有一個兔子跳出來。而只要我對一個兔子洞灌水,便會有一千隻兔子四處亂竄。要是畫漫畫的話,這個獵人的頭上一定會冒出一顆很大的汗珠。
科學家們發現,在光電效應問題上,他們面臨著和獵人一樣的尷尬處境。麥克斯韋的電磁理論在光電上顯得一頭霧水,不知怎麼辦才好。實驗揭露出來的事實是簡單而明瞭的,多次的重複只有更加證實了這個基本事實而已,但這個事實卻和理論恰好相反。那麼,問題出在哪裡了呢?是理論錯了,還是我們的眼睛在和我們開玩笑?
問題絕不僅僅是這些而已。種種跡象都表明,光的頻率和打出電子的能量之間有著密切的關係。每一種特定頻率的光線,它打出的電子的能量有一個對應的上限。打個比方說,如果紫外光可以激發出能量達到20電子伏的電子來,換了紫光可能就最多隻有10電子伏。這在波動看來,是非常不可思議的。而且,根據麥克斯韋理論,一個電子的被擊出,如果是建立在能量吸收上的話,它應該是一個連續的過程,這能量可以累積。也就是說,如果用很弱的光線照射金屬的話,電子必須花一定的時間來吸收,才能達到足夠的能量從而跳出表面。這樣的話,在光照和電子飛出這兩者之間就應該存在著一個時間差。但是,實驗表明,電子的躍出是瞬時的,光一照到金屬上,立即就會有電子飛出,哪怕再闇弱的光線,也是一樣,區別只是在于飛出電子的數量多少而已。
咄咄怪事。
對於可憐的物理學家們來說,萬事總是不遂他們的願。好不容易有了一個基本上完美的理論,實驗總是要搞出一些怪事來攪亂人們的好夢。這個該死的光電效應正是一個令人喪氣和掃興的東西。高雅而尊貴的麥克斯韋理論在這個小泥塘前面大大地犯難,如何跨越過去而不弄髒自己那華麗的衣裳,著實是一樁傷腦筋的事情。
然而,更加不幸的是,人們總是小看眼前的困難。有著潔癖的物理學家們還在苦思冥想著怎樣可以把光電現象融入麥克斯韋理論之中去而不損害它的完美,他們卻不知道這件事情比他們想象得要嚴重得多。很快人們就會發現,這根本不是袍子乾不乾淨的問題,這是一個牽涉到整個物理體系基礎的根本性困難。不過在當時,對於這一點,沒有最天才、最大膽和最富有銳氣的眼光,是無法看出來的。
不過話又說回來,科學上有史以來最天才、最大膽和最富有銳氣的人物,恰恰生活在那個時代。
1905年,在瑞士的伯爾尼專利局,一位26歲的小公務員,三等技師職稱,留著一頭亂蓬蓬頭髮的年輕人把他的眼光在光電效應的這個問題上停留了一下。這個人的名字叫做阿爾伯特?愛因斯坦。
於是在一瞬間,閃電劃破了夜空。
暴風雨終於要到來了。
二
位於伯爾尼的瑞士專利局如今是一個高效和現代化的機構,為人們提供專利、商標的申請和查詢服務。漂亮的建築和完善的網路體系使得它也和別的一些大公司一樣,呈現出一種典型的現代風格。作為純粹的科學家來說,一般很少會和專利局打交道,因為科學無國界,也沒有專利可以申請。科學的大門,終究是向全世界開放的。
不過對於科學界來說,伯爾尼的專利局卻意味著許多。它在現代科學史上的意義,不啻於伊斯蘭文化中的麥加城,有一種頗為神聖的光輝在裡邊。這都是因為在100年前,這個專利局“很