原子核「能量失竊案」,一些科學家對能量守恆定律產生了動搖

20世紀以來,科學家開始對放射性原子核的衰變進行定量研究。常見的原子核衰變有三種:“α衰變、β衰變和γ衰變。β衰變是從放射性原子核放出β射線,即電子流。

科學家認為,在β衰變中釋放出來的能量,只在電子和原子核之間分配,換言之,原子核失去的能量,應等於它放出的電子所帶走的能量。

原子核“能量失竊案”,一些科學家對能量守恆定律產生了動搖

泡利

然而,卻出現了一種怪現象,即電子所帶走的能量,總比原子核放出的能量少得多,而且每次的能量值都不相等。很顯然,原子核所釋放的能量有一部分“失竊”了。

這樣就出現了一個非常嚴重的問題,不少物理學權威對能量守恆定律產生了懷疑和動搖,因為它在β衰變中不適用了,要是這個定律被推翻,那麼經過多年辛辛苦苦建築的物理學大廈就會傾塌,形勢極為嚴峻。

原子核“能量失竊案”,一些科學家對能量守恆定律產生了動搖

玻爾、海森堡、泡利在討論問題(左起)

為了“拯救”物理學,權威們作了一個異乎尋常的抉擇,就是不再堅持能量和動量守恆普遍適用性。德國物理學家索末菲在《原子結構和光譜線》一書中寫道:

對於必須應用的波動理論的最溫和修正,是不能承認能量定理對於單個輻射現象是適用的,並且承認它僅僅在很多過程取平均時才是適用的。

著名的丹麥物理學家玻爾認為,能量守恆定律只是在許多衰變過程中在平均的意義上才有效,而並非在每一次衰變中都能成立。也有權威聲稱:

在原子理論的現階段,我們可以說,無論是從經驗上還是從理論上都沒有理由堅持在β衰變中能量一定守恆。原子的穩定性迫使我們放棄的也許正是能量平衡和觀念。

原子核“能量失竊案”,一些科學家對能量守恆定律產生了動搖

泡利於吳健雄

但是,著名物理泡利堅信質量和能量守恆的原理,堅信物質的能量不可能憑空產生,也不可能憑空化無。他預言在β衰變過程中,有一種極微小的粒子產生,是它帶走了所謂“虧損”的能量。後來,他的預言果然被證實,帶走那部分能量的,就是後來發現的“中微子”。

探索未知世界,揭示其內在秘密和規律性,必須以辯證唯物主義為指導,對各種複雜的轉化過程和轉化關係進行科學的考察,從而發現真理、糾正謬誤。


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