骄傲带来的苦果：密立根与康普顿关于宇宙射线本质的争论

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1、骄傲带来的苦果：密立根与康普顿关于宇宙射线本质的争论【内容提要】本文较详尽地讨论了1932年前后，美国物理学家R.A.密立根和A.H.康普顿之间关于宇宙射线本质的争论，并对密立根的失误作了初步一分析。【关键词】密立根/康普顿/争论【正文】1932年12月底，美国物理学会在新泽西州大西洋城(AtlanticCity)召开了一次令全国瞩目的会议，它之所以令人瞩目是因为在这次会议上，两位诺贝尔物理奖获得者密立根和康普顿将要就宇宙射线的本质进行一场决定胜败的争论，由于新闻界在这之前已经对这场争论作过许多挑逗人们兴趣、好奇心和相当夸

2、张的报导，所以参加这次会义的人达600多人，还有许多报纸、杂志的记者没算在内。尽管密立根在会议上列举许多“实验事实”来证明他的观点，但最终人们发现，他的所谓“事实”是根本站不住脚的，会后不久，密立根终于在无计可施的情形下开始退却，有限度地承认自己在某些方面不够细致，但他的策略是人们没想到的，他以“退一步，进两步”的手法，对以前拒绝承认的“纬度效应”(latitudeeffects)提出了优先权……；他还采用了许多令人困惑，甚至令人厌恶的诡计，文过饰非，瞒天过海，从而激怒了国内外许多著名的科学家。1968年诺贝尔物理奖获得者

3、阿尔瓦雷斯(L.orrison)，他的父亲希拉斯·密立根(SilasF.Millikan)是公理会的一个穷牧师，他的母亲玛丽·密立根(MaryJ.A.Millikan)曾担任过一所规模不大的女子学院院长。1886年，密立根考取了俄亥俄州的奥伯林学院，在这儿他学的是标准的古典课程，与物理学几乎还没沾上边，他之所以进入物理学界完全是一件奇迹。因为当密立根就读于奥伯林学院时，学院正好要找一个给预科学生讲授物理学的老师，结果他因为希腊语学得不错而被希腊语教授推荐担任此职。虽然密立根当时十分惊讶，认为自己对物理可说是一窍不通，怎么能

4、担当此任，但他凭自己的刻苦努力和才干，竟获得了学生和学校当局的赞许。于是，当密立根于1891年毕业后，就留校任教，并继续攻读物理学课程。1893年获奥伯林学院硕士学位后，他被推荐到哥伦比亚大学攻读博士学位；1895年他以题为《关于炽热的液体和固体表面所放射出的光的偏振》的论文，获哥伦比亚大学博士学位，接着，他又在浦品(M.pupin)教授的推荐、劝说和资助下，到德国深造。当时，欧洲正处于物理学革命的中心地区，新的发现，新的思想不断汹涌澎湃而来，它们深深激励着密立根，使他决心要在物理学研究中干出惊人的成绩。1896年，密立根

5、从德国回来后应迈克尔逊的邀请，到芝加哥大学任教，为了振兴美国物理教育，密立根在开始工作的10年内，致力于改革美国的物理数学方式和编写高中、大学物理教材。他参与编写的教材有：《大学普通物理学实验教程》，《力学、分子物理学和热学》，《电学、声学与光学》等大学教材，还有《物理学初级教程》和《中学物理实验教程》等中学教材，由于他和合的努力，不仅使美国物理教育上升到一个新的水平，而且更重要的是唤起了广大学生对物理学和科学的兴趣，促进了物理学和科学在公众中的传播。1908年，这是密立根科学生涯中一个转折点，这一年他决定开始集中精力进行

6、科学研究，以科学研究作为今后工作的主要目标，他选择的第一个研究课题是：测量电子所携带的基本电荷，1908年2月，密立根在美国物理学会年会上宣读了他和他的学生贝济曼(L.Begeman)测定的结果：e=4.03×10[-10]esu。[2]他们的文章被卢瑟福注意到了，他立即对密立根的工作给以肯定，并提出改进办法，卢瑟福这时已经获得了诺贝尔奖，是世界著名学者，他的肯定使密立根大为振奋，促使他进一步改进自己的实验。经过几年的努力，密立根在1917年宣布：e的精确值为(4.770±0.005)×10[-10]esu。[3]从此以后

7、，国际上决定采用密立根测定的数据作为电子电荷这一基本常数的国际标准，而且时间达10年之久。1912年，密立根又开始第二项具有重大意义的科学研究：用实验彻底检验爱因斯坦的光电效应方程。开始，密立根并不是想证实爱因斯坦的理论是正确的，恰恰相反，是想证实它是错误的；但到1915年，他在经过多次努力之后，竟意外地发现：“我工作的时间越长和我排除错误的越彻底，我发现（爱因斯坦）方程能够更好地预言观察的结果。”[4]密立根不仅意外地发现他已经用实验证实了爱因斯坦方程的每个细节都有效，而且他还成功地测定了一个重要的基本常数：普朗克常数h

8、。1923年，为了“表彰他在基本电荷和光电效应方面所做的工作”，密立根荣获诺贝尔物理学奖。在结束了光电效应的研究之后，密立根又于1919年闯入了一个陌生的研究领域：宇宙射线。虽然这时密立根已是50多岁的人，然而他雄风犹存，宝刀不老，在这个领域里他继续取得了许多有重要价值的成就。但他没有想到，在这个耗费了