原子核“能量失窃案”
20世纪以来,科学家开始对放射性原子核的衰变进行定量研究。常见的原子核衰变有三种:“α衰变、β衰变和r衰变。β衰变是从放射性原子核放出β射线,即电子流。科学家认为,在β衰变中释放出来的能量,只在电子和原子核之间分配,换言之,原子核失去的能量,应等于它放出的电子所带走的能量。
然而,却出现了一种怪现象,即电子所带走的能量,总比原子核放出的能量少得多,而且每次的能量值都不相等。很显然,原子核所释放的能量有一部分“失窃”了。
这样就出现了一个非常严重的问题,不少物理学权威对能量守恒定律产生了怀疑和动摇,因为它在β衰变中不适用了,要是这个定律被推翻,那么经过多年辛辛苦苦建筑的物理学大厦就会倾塌,形势极为严峻。
为了“拯救”物理学,权威们作了一个异乎寻常的抉择,就是不再坚持能量和动量守恒普遍适用性。德国物理学家索末菲在《原子结构和光谱线》一书中写道:“对于必须应用的波动理论的最温和的修正,是不能承认能量定理对于单个辐射现象是适用的,并且承认它仅仅在很多过程取平均时才是适用的”。著名的丹麦物理学家玻尔认为,能量守恒定律只是在许多次衰变过程中在平均的意义上才有效,而并非在每一次衰变中都能成立,也有权威声称:“在原子理论的现阶段,我们可以说,无论是从经验上还是从理论上都没有理由坚持在β衰变中能量定守恒。原子的稳定性迫使我们放弃的也许正是能量平衡的观念”。
但是,著名物理学家泡利坚信质量和能量守恒的原理,坚信物质的能量不可能凭空产生,也不可能凭空化无。他预言在β衰变过程中,有一种极微小的粒子产生,是它带走了所谓“亏损”的能量。后来,他的预言果然被证实,带走那部分能量的,就是后来发现的“中微子”。
探索未知世界,揭示其内在秘密和规律性,必须以辩证唯物主义为指导,对各种复杂的转化过程和转化关系进行科学的考察,从而发现真理、纠正谬误。
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