物理世界奇遇记-第22章

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先生已经被攫离他的同伴，以可怕的速度往空间中直扔出去，就
像有两个强有力的手指把他捏住那样干脆利落。他气也喘不过来
地在空间越冲越远，匆匆地掠过各种各样不同的原子。他经过这
些原子时的速度是那么快，以致很难把电子一个个分辨开来。突
然，一个巨大的原子出现在他的正前方，他明白，一场碰撞是避
免不了的了。
　　“对不起，但是，我碰上了光效应，我无法……”汤普金斯
先生开始很有礼貌他说，但这句话的后半截完全淹没在一个刺耳
的爆裂声中了，因为他这时面对面地撞上了一个外层电子。他们
两者都脑袋朝下地摔入空间中。不过，汤普金斯先生已经在碰撞
中失去他的大部分速度，现在能够比较仔细地研究他的新环境了。
那些屹立在他周围的原子比他过去看到过的任何一个原子都要大
得多，他可以数出它们各有29个电子。要是他有比较丰富的物理
学知识，他就会认出它们是铜原子，但是，在这样近的距离上，
这群原子作为一个整体来看一点也不像是铜。此外，它们的位置
彼此靠得相当近，形成一种有规则的图案，展延到他目力所看不
到的地方。不过，最使汤普金斯先生感到惊讶的，是这些原子似
乎并不太注意保持电子的数额，尤其是它们的外层电子。事实上，
它们的外层轨道大部分是空的，但却有一群群自由自在的电子在
空间中懒洋洋地挪动着，时不时在这个原子或那个原子的外围停
一停，但停留的时间总是不太长久。汤普金斯先生经过在空间中
那番要命的飞行，已经疲惫不堪，所以，他首先想在铜原子中找
一个稳固的轨道稍事休息。然而，他很快就受到那群电子普遍的
懒散情绪的影响，并参加到其余电子中去做这种漫无目标的运动。
　　“这里的事情组织得可不好啦，”他自言自语地评论说，“
不爱工作的电子实在大多了，我想，泡利神父应该想办法解决一
下。”
　　“为什么我该想办法？”神父那熟悉的声音说道——他突然
从什么地方出现了，“这些电子并没有违背我的戒律，不仅如此，
它们现在确实正在完成一种非常有用的任务哩。你可能还不知道，
如果所有原子都像某些原子那样，十分热衷于保持它们的电子，
那就不会有导电性这类东西了。那样一来，连你家里的电铃也响
不了，更不用提电灯和计算机了。”
　　“啊，你是说，这些电子负载着电流？”汤普金斯先生问道。
他抓住一线希望，希望谈话能转到他多少比较熟悉的后题上去，
“但是，我看不到它们在向任何特定的方向运动啊。”
　　“首先，我的孩子，”神父严肃他说，“你不该用‘它们’
这个词，而应该说‘我们’。你似乎忘记了你自己是一个电子，
也忘记了当有人按那个同这根铜线接在一起的按钮时，电的压力
就使你和所有其他导电电子一块赶去呼喊女仆或做别的需要做的
事了。”
　　“可我并不想这样做啊，”汤普金斯先生固执他说，声音里
带着急躁的口气，“事实上，我已经不耐烦再当电子了，我不认
为这有多少乐趣。什么样的生活呀，永远永远要负担这么些电子
的责任！”
　　“倒不一定是永远，”泡利神父反对说，他肯定并不喜欢为
那些平凡的电子辩护，“你总是会有机会发生湮没，从而失去你
的存在的。”
　　“发——生——湮没！”汤普金斯先生重复了一遍，感到有
一股寒流在他脊梁上来回跑动，“但是，我总认为电子是永存不
灭的。”
　　“这是物理学家们直到不久以前还一直相信的事，”泡利神
父同意他说，他对他的话所产生的效果感到很有趣，“可是，这
并不完全正确。电子也像人一样，可以有生有死。当然，这里没
有生病衰老那样的事；电子的死亡只有通过碰撞才能达到。”
　　“可是，我在不久以前才碰撞过呢，那可是糟透了的一次，
汤普金斯先生恢复了信心悦，“要是那次碰撞都没有把我报销掉，
那么，我就想象不出有什么碰撞能够这样了。”
　　“问题不在于你碰撞的力量有多大，”泡利神父纠正他说，
“而在于碰撞的对方是谁。在你最近那次碰撞中，你大概是撞上
了另一个同你一模一样的负电子，在这样的冲突中，是一点危险
也没有的，事实上，你们可以像一对公羊那样互相顶触而不造成
任何伤害。但是，还有另一种电子——正电子，它一直到不久以
前才为物理学家所发现。这些正电子的行径完全同你一样，惟一
的差别在于它们的电荷是正的，而不是负的，当你看到一个这样
的伙伴向你靠过来的时候，你会认为它只不过是你这个部族中的
一个无害的成员，并且迎过去问候它。但是，这时你会突然发现，
他不像任何正常的电子那样，轻轻把你推开以避免碰撞，而是一
个劲地把你拉过去。于是，你不管想做什么都来不及了。”
　　“为什么？”汤普金斯先生问道，“那时会发生什么事呢？”
　　“它会把你吃掉，把你消灭掉。”
　　“多么可怕啊！”汤普金斯先生喊道，“一个正电子能吃掉
多少个可怜的普通电子呢？”
　　“幸而只能吃掉一个，因为在毁灭掉一个电子的时候，那个
正电子自己也毁灭了。你可以把正电子描绘成自杀俱乐部的成员
在寻找互相湮没的对手。它们自己并不互相伤害，但是，一旦有
一个负电子碰上了它们，这个负电子就没有多少幸存的机会了。”
　　“我侥幸还没有碰上过这样的怪物，”汤普金斯先生说，这
些描述给他留下了很深的印象，“我希望它们的数量并不大多。
它们数量多吗？”
　　“不，并不多。原因很简单，它们总是在自找麻烦，所以，
它们生下来以后很快就消失了。要是你稍微等一等，我也许能够
指出一个正电子给你看看。”
　　“好了，这里就有一个，”泡利神父在短暂的沉默以后继续
说，“如果你细心地观看那边的重原子核，你就会看到一个这样
的正电子正在诞生。”
　　神父的手所指的那个原子，显然由于某种强大的辐射从外界
射到它上面，而受到强烈的电磁干扰。这是比那种把汤普金斯先
生扔出氯原子的射线厉害得多的干扰，因此，围绕着那个原子核
的电子家族正在瓦解，像台风中的树叶那样被吹向四面八方。
　　“你好好注意那个原子核。”泡利神父说。于是，汤普金斯
先生聚精会神地瞧着，他看到一种最不寻常的现象正在那个被破
坏了的原子的深处发生。在内部电子壳层的里边非常靠近原子核
的地方，两个模模糊糊的阴影正在逐渐成形，一秒钟以后，汤普
金斯先生看到两个崭新的。闪闪发光的电子以巨大的速度从它们
的出生处彼此飞开。
　　“但是，我看到的是两个呀。”汤普金斯先生说。他被这种
景象迷住了。
　　“这是对的，”泡利神父同意说，“电子总是成对地诞生的，
要不然，就会同电荷守恒定律相矛盾了。原子核在强了射线作用
下所产生的两个粒子，有一个是普通的负电子，另一个是正电子，
也就是那种凶手。它现在就要去寻找牺牲者了。”
　　“得，既然每生下一个注定要毁灭掉一个电子的正电子，就
同时也生下另一个普通电子，那么，情形就不是那么糟了，”汤
普金斯先生颇有创见地评论说，“至少，这不会导致电子部族的
灭绝了，我……”
　　“当心！”神父打断了他的话，从旁边猛推他一下，这时那
个新生的正电子正从旁边呼啸而过，并且马上撞上另一个电子。
于是，那里发出了两束耀眼的闪光，然后就什么也没有了。
　　“我想，你现在已经看到结果了。”神父微笑着说。
　　但是，汤普金斯先生由于没有被那个正电子凶手消灭掉而得
到的宽慰并没有持续多久。他还没有来得及感谢泡利刚才迅速作
出判断拯救了他，就突然觉得自己被拉住了。他和所有其他正在
逛荡的电子全都被迫参加一种行动——朝着同一个方向平行前进。
　　“晦，现在又是怎么回事？”他喊了起来。
　　“肯定是有人按了电灯的开关啦。现在你们正在通往电灯灯
丝的道路上。”神父回答道，现在他正在迅速地离开汤普金斯先
生远去，“很高兴同你闲聊，再见！”
　　最初，这次旅行似乎十分轻松愉快，好像是乘车在机场的跑
道上慢慢行驶一样。汤普金斯先生和别的无拘无束的电子都慢吞
吞地穿过那里的原子点阵。他很想同身旁的电子聊聊天。
　　“这次旅行很轻松，不是吗？”他说。
　　那个电子带着威胁的神情瞧了他一眼，“你显然是新参加这
股电流的。等着吧，我们马上就快要难受了。”
　　汤普金斯先生不明白这是什么意思，但却不喜欢再打听下去。
突然，他们正在通过的那条过道变得窄起来，现在电子们全都挤
压在一起。周围变得越来越热，越来越亮。
　　“你可要撑住啊！”他的同伴嘟哦着说，她正从旁边往他身
上挤过来。
　　汤普金斯先生醒了，他发现在演讲厅里坐在他隔壁的那位女
士也睡着了，并且从旁边朝着他靠过来，把他一直挤到墙上。

１１－５　上一次演讲中汤普金斯先生因为睡着而没有听到的那部分


　　事实上，英国化学家道尔顿还在1808年就己指出，形成各种
比较复杂的化合物所需要的各种化学元素的数量比，总是可以用
几个整数之比来表示的。他在解释这个经验定律时，把它的原因
归结为：所有各种化合物都是由一个个代表不同简单化学元素的
粒子构成的，只是粒子的数量各不相同而已。中世纪的炼金术士
不能够把一种化学元素转变成另一种化学元素，这个事实证明了，
这些粒子显然是不可分割的，所以，人们就给它们起了一个古老
的希腊名称“原子”——即“不可再分的东西”。这个名称一经
定出，就一直沿用下来了。尽管我们现在已经知道，这种“道尔
顿的原子”根本不是不可再分，它们事实上是由大量比它们更小
的粒子构成的，但是，我们却对这个名称在哲学上的不一致性，
采取睁一只眼、闭一只眼的态度。
　　可见，被现代物理学家称为“原子”的那种实体，根本不是
德谟克利特原来所想象的那种基本的。不可再分的物质结构单元，
要是把“原子”这个词用到那些构成“道尔顿的原子”的、小得
多的粒子，诸如电子和夸克上去，那实际上要更确切一些。但是，
把名称变来变去会产生大多的混乱，因此，在物理学界便没有了
个人去为这种哲学上的不一致性操心了！这样，我们也要用“原
子”这个古老的名称来称呼道尔顿所说的那些粒子，而把电子、
夸克等等统称为“基本粒子”。
　　基本粒子这个名称当然意味着，我们目前认为这些更小的粒
子确实就是德谟克利特所说的那种基本的。不可再分的粒子，因
此，你们可能要问我，历史是不是真的不会重演？在科学进一步
发展以后，这些基本粒子真的不会被证明是一些十分复杂的东西
吗？我的回答是，尽管谁也不能绝