能量守恒定律的危机

当物理学家们争取使物理学从它现在所处的死路中摆脱出来时，它们的当前努力使他们得到如此奇怪的东西，这种努力有理由说它是不顾一切的努力。克沃尔逊能量守恒定律，动量守恒定律以及角动量守恒定律的正确性，已为人们证实无疑，可就在本世纪初，它却遇到了物理学的挑战，著名的物理学家玻尔就对它提出了质疑。1905年，爱因斯坦提出了光量子理论，认为光是一种具有粒子性的微粒，从而解释了光电效应的机理，但是玻尔却拒不承认光的量子性（即光的粒子性），认为光只能是一种波，但根据光的波动性是无法解释光电效应的。于是玻尔就作出了一个异乎寻常的大胆假设，那就是放弃能量与动量守恒的普适性，因为这样就提供了用光的波动理论“解释光电效应以唯一可能性。”当时人们已发现原子核的? 衰变，它是原子核向外自发辐射带电子流，但在测量辐射前后的总能量时，发现电子从原子核带走的能量竟比核减小的能量小，而且每次测定时，减小的量并不相等，这似乎证明了玻尔理论的正确性，即能量守恒定律不成立了。
     当时物理学家各持己见，除玻尔外，物理学家查尔斯·达尔文、索末菲、量子力学的奠基人之一薛定谔等也对能量守恒定律表示怀疑，而爱因斯坦、泡利等则坚信能量守恒定律的正确性，为了说明原子核的? 衰变，泡利提出了一种大胆的设想，即认为原子核在? 衰变过程中同时放出了一种穿透能力极强，质量几乎为零的不带电粒子，这种粒子携带的能量正好为? 衰变时的能量差值。1931年，泡利把这种粒子取名为中子，后来物理学家查德威克发现了真正的中子，有人则建议把泡利的中性粒子改为“中微子”，意即“小的中性粒子”。当时物理学家已从理论上研究得知，如果有了中微子，则经典物理学的三个守恒定律就都能得救，一个小小的粒子竟可以挽救三个最根本的实验，这实在太吸引人了，因此，物理学家尽管怀疑泡利的假说，但仍希望能真正捕捉到这种粒子——中微子。中微子最早是 1956 年在美国新墨西哥州洛莫——阿拉莫斯实验室由柯万和雷尼斯利用核反应堆获得的，它的诞生终于解脱了经典物理学的三个守恒定律的危机。