作用的原子

要注意作用具有两个构成,即能量与时间。我们必须在自然中寻找确定的能量值,与其相关的有确定的时间期限,此即不需人工时空断面而能把一个特别的作用块与充满宇宙的其他作用分开。比如一个电子的构造可能是一确定的已知量,它是在宇宙各部分中均能自然产生的能量的聚集,但是它不存在我们所知的与其相关的时间期限,因此不能给我们提出任何特殊的作用形式。我们必须转向具有确定的、与它相关联可发现的时间周期的能量形态,例如一串光波。这些光波携带有单位时间,即它们的振动之周期。从钠发出的黄色光,包含着每秒510兆的周期的以太振动。乍看之下,好像我们遇到了相反的难题。我们现在有了我们确定的时间周期,但是我们如何把钠火焰发出的能量分隔成自然单位?当然了,我们应该把从单个原子发出的光单独提取出来,但是除非原子不连续地放出光线,否则就不能分割成能量单位。

已证实原子不连续地放出光线,它发射一长串波然后停下来,在再次发射之前必须有某种激励作用重新激起发射。我们在普通光线上感觉不到这种间歇,因为有无数原子参与了这一光线产生过程。

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在这些连续的放射之中,发现由钠原子发射出的能量大小为3.4×10-12尔格。如我们所看到的,这一能量确定的特征周期为1.9×10-15秒,由此我们就得到了自然条件下作用形态的必要的两个构成部分。把它们相乘,我们便获得6.55×10-27尔格·秒,那即是h量。

自然法则的显著性在于,我们能连续获得同样的数值结果,我们可以选取其他的光源,氢、钙或其他任何原子。光的能量可以是不同的尔格数,周期是不同的秒数,但二者的乘积却是同样的尔格·秒数。同样的结果也适用于X光、伽马射线以及其他形式的辐射,它既适用于对光的原子吸收也适用于原子发射光,对光的吸收也是不连续的。显然,h是一种原子——在辐射过程中结合为一个单位的某种东西。它并不是一个物质的原子,而是一个我们通常称为原子或量子的更难于捉摸的本质作用。但是,有92种不同的物质原子,却只有一种作用的量子——不管涉及何种物质,都是相同的——我说的相同没有任何保留。你们或许可以设想,在红光的量子与蓝光的量子中间,必然存在某种质的差异,虽然两者都具有相同的尔格·秒数,但是这种明显的差异仅相对于空间和时间体系,并没有涉及作用的绝对形态。在高速接近光源时,按照多普勒原理把红光变成了蓝光,光波的能量也由于参照体系的改变而变化。钠火焰和氢火焰向我们发射出同样的作用形态,这些作用形态只是相对于我们在四维世界所画的“现在线”方位不同而已。如果我们改变我们的运动从而改变“现在线”的方向,就将能够看到钠火焰的作用与我们先前看见的氢火焰作用的方位相同,由此认识到它们实际上是相同的。

在第四章里我们注意到能量的混合能够达到完全,因此能够实现一个确定的所熟知的热力学平衡状态。我们对此也给出了注释,即只有当不可分割的单元被搅混时才有可能。如果纸牌能够无限制地撕裂成更小更小的纸片,则搅混过程便无止境,在能量混合过程中不可分割的单元便是量子。能量通过辐射、吸收和扩散在物质和以太中的不同受体之间混合,但是每一步只能通过一个完全的量子。事实上,最先推动普朗克教授追寻量子的正是热力学平衡的确定性,通过分析所观察到的最终随机状态的辐射构造首次计算得到了h的大小,该理论在早期的进步主要归功于爱因斯坦提出的一般性原理以及波尔的原子构造关系。

量子的矛盾性质在于,虽然它是不可分割的,但它也不是结合在一起。我们首先考察一定大小的能量显然黏合在一起的情形,比如一个电子,但是我们并未找到h,于是我们转而注意能量通过空间而消散的情形,比如说光波,此时h立刻出现了。作用的原子好像在空间中没有凝聚,它具有超越空间的整体性,这种整体性如何才能在我们的通过空间和时间延伸的世界的图景中表现出来?