王令隽：反量子论我有钢鞭（摘要）

王令隽

我们知道，电子之从金属表面激发出来，不但可以通过光电效应实现，还可以通过其他方法实现。摩擦生电就是用机械能把电子拉出来，并不是因为电子吸收了什么"量子"而溢出。灯泡或电子管的灯丝中通过60赫兹的交流电就会产生电子。

普朗克在提出量子化假说时，并没有，也不必要把光看成粒子。用波动理论解释黑体辐射与光电效应，光的波动性是无可置疑的，其粒子性则大成问题。普朗克的公式和推导只假定黑体中的光辐射能量可以量子化，黑体辐射的总体能量等于这些量子化的能量的总和。如此而已，岂有他哉！能量的量子化不等于粒子化。这种将整体能量分成许多成分的做法早在频谱分析中就已经有了。一个非简谐波的能量可以分解成无穷多个谐波。总能量等于各个谐波的能量的和。这并不要求每一个谐波都是粒子或物质。

至于爱因斯坦的光电效应，光子理论只是一种现象逻辑性的解释。爱因斯坦在这里用了普朗克的量子假说。如上所述，这一量子假说并没有要求光是粒子，只要求光的能量的量子化。爱因斯坦的光电效应实验的解释也只要求金属中的电子吸收量子化了的能量，并不要求光是粒子。光电效应中的一个重要參數是激发光频率的临界值。光的频率必须超过这一临界值才能使金属中的电子溢出。对这种现象我们其实并不陌生。

临界频率的现象，在超声波清洗技术和微波技術中也存在。一個空心波導（不管是矩形的還是圓柱形的）都有一個臨界頻率。低於臨界頻率的微波不可能在波導中傳播。這個結果可以從求解麥克斯韋方程組得到。物質對光的吸收當然是比波導中微波的傳播更複雜的過程。光电效应的截止频率应该和固体的微观结构和物理特性有关。

这种微观结构和物理特性被现象逻辑性地表述为"溢出功"。在我们对金属表面的微观结构还不太清楚的情况下，不妨把爱因斯坦的光电效应理论当著一个现象逻辑性的理论接受，而不能把他当作光是粒子的证明。

电子的直径小于一个费米，是微观尺寸，光量子的尺寸很大，至少大于一个波长。可见光的波长大于4000埃，相当于质子半径的四亿倍，体积比质子大26个数量级。电子的体积更小，小到我们现在还无法测量。一个电子要吸收一个光子，尺寸上就差了几十个数量级。按比例，比一只青蛙吞下一个银河系还难。固体的晶格长度约10 埃，只有波长的400分之一。一个波长的平方可以覆盖16万个表面晶格。躲在这16万个晶格之中的广大电子群众如何竞争去吸收体积如此庞大的"光子"？是排队凭票供应，还是像狼群扑食一样各咬一口，吃到肚子里再将一口口的量子碎片拼成完整的光量子？

非常奇怪，爱因斯坦不能接受量子力学，却能接受"电子只能吸收整个光量子的全部能量，但不能部分地吸收比这更小的能量"的概念。有一种直流电子管，只要用电池就可以工作。在半导体发明之前，这种电子管常用于间谍的收发报机。直流电的频率等于零，波长无穷大，这样的"光子"的能量等于零。但是我们知道直流电可以激发出电子，并使电子管的阴极发光。所以，金属表面的电子的溢出和发光是一个我们并不清楚地了解的非常复杂的过程。仅仅用电子吸收光子的图像来简单化地理解过于粗糙，最多不过是一种现象逻辑学，不能证明光是粒子。