曹天元的语言艺术

Maylany

　　与其说《上帝掷骰子吗》吸引我的是量子世界的不可思议，不如说是曹天元的语言艺术。他对物理界的大咖如数家珍，他对物理现象的精妙譬喻，他站在一般人的角度与我们同频呼吸，都是吸引着我看完这本书的重要支柱。

书中的人名在书最后列了密密麻麻的五六页，而我这个对外国人名看过即忘的人居然也记住了除牛顿爱因斯坦外还有波恩波尔波姆，费马费米费曼，不能不说是一个奇迹。

他的精妙的比喻除了三次波粒大战，还有更多的比喻散落在书的各个角落。如果把整本书比作一盘菜，那这些比喻就是盐，没有它，这盘菜会难以下咽。随便举几个例子来看看你就知道了。

光电效应和猎人打兔子

　　在人们重做光电效应的实验时发现一个现象：对于特定的金属，能不能打出电子，由光的频率说了算，而打出多少电子，则由光的强度说了算。

如果我们是对物理名词不敏感的人，单看这句话，觉不出什么来，但科学家们不同，他们觉得这个现象没道理。怎么没道理呢？为了能让我们普通人明白，曹天元真是熬费苦心，他把这个现象比作猎人打兔子。现在，兔子就是电子，光的频率就是猎人赶兔子出来的手段，红光是敲锣，紫光是灌水，光的强度，即能量，就是猎人的助手。

电子被某种能量束缚在金属内部，如果外部给予的能量不够，便不足以将电子打击出来，按理来说，增加光的强度，就是增加光的能量，能量够了，就能打击出来电子。可是红光，再强烈的光都打不出来一个电子。同理，兔子在洞里不出来，猎人一个人敲锣可能声响不够大，那一千个助手都来敲锣，兔子总该出来了吧？可是，光电效应的结果却在说，不行，即使一千个助手对准一千个兔子洞同时敲锣，也许只有一只兔子会跑出来。而一旦我们换成紫光，再弱也能打出电子来，增加紫光强度，出来的电子就越多，也就是说，一旦猎人换一种方式，朝洞里灌水，哪怕只有十助手，一千只兔子就惊慌失措四下逃窜。

这下，我们理解了最初的科学家们的困惑了吧？

光电效应和拍卖

　　爱因斯坦为了解释光电效应，提出了他的光量子理论——E=hv（h是一个常数，v是光的频率）。即频率高的光线，它的单个量子要比频率低的光线含有更高的能量。量子的能量与光线的强度没有关系，强度高代表它包含了更多数量的光量子而已。

为了让大家明白这个理论，曹天元的比喻又来了。

他将光电效应比做一场有着昂贵入场费的拍卖。每个量子就是一个顾客，所携带的能量相当于拥有的资金。要进入拍卖现场，需先缴纳一定数量的入场费，会场内，一个人只能买一件物品。光量子打击金属表面，就顾客携钱入场，如果他带的钱够多，就有资格进入，即光量子能量够高，就能打击出电子。这名顾客能够买到多好的物品，取决于他还剩多少资金，即光量子剩余能量。剩的钱越多，买得起昂贵的物品，剩的钱少，就不一定能买得起了。即光量子能量不足，就打不出高能量电子。

假如这个顾客是一个代表团中的一员，这个代表团就是光的强度。这个代表团能买到多少东西，和人数有关，人越多，买到的东西越多。因为每个人只能买一样东西，即使你剩下再多钱，也只能买一样。而钱不多的代表团，也只能是以个人身份入场，大家的钱不能凑在一起用。很惨，但规矩就是这样。

这样一看，是不是很清晰明了。连光电效应的规则都捋清楚了。

泡利的不相容原理与电子房客

　　人们根据玻尔的原子模型，发现一个原子的化学性质主要取决于它最外层的电子数量，并表现出有规律的周期性来。但人们也有一个疑惑，就是对于拥有众多电子的重元素来说，为什么它的一些电子能够长期占据外层的电子轨道，而不会失去能量跌落到原子核的低层轨道上去？于是，在1925年，泡利做出了解答：他发现，没有两个电子能够享有同样的状态，每层轨道能包容的不同状态的电子数量有限。这么说又很难理解了对吧，没错，曹天原的强大比喻又来了！

他把原子比作一幢大楼，大楼的每个房间都有一个四位数的名门号码。底楼有两个房间，二楼有八个房间，楼层越高，房间数越多，租金越贵。管理员泡利规定，不能有两个电子房客入住同一间房子。所以电子们争先涌入大楼，先到的占到底楼物美价廉的房间，后来者只能退而求其次，开始填充二楼八个房间，住满后轮到三楼、四楼……一直到租金高到离谱的七楼八楼。高处的电子入不敷出，却也没有办法。

管理员泡利的这一规定就是不相容原理。

哈哈，是不是很好玩。

还有更好玩的。化学物质用这个原子模型一解释，瞬间觉得可爱起来了。

他说，原子社会的电子们很喜欢热闹。钠大厦的三楼只有一位孤零零的房客，而氯大厦的三楼刚好只剩一间房就能住满，于是钠的那颗孤独电子就搬到了氯的三楼，促成了两座大厦的连谊，形成“食盐社区”。这么一说，感觉瞬间打开了通往初中化学秘密花园的大门。

　　好了，有趣的比喻实在太多，有兴趣地可以自己去看，我就不啰嗦了。

　　读书笔记写到这里，就要暂告一个段落了。等到闲下来，再继续更新了。