关于光的产生和转化的一个启发性观点爱因斯坦1905 年 3 月在物理学家关于气体或其他有重物体所形成的理论观念同麦克斯韦关于所谓空虚空间中的电磁过程的理论之间,有着深刻的形式上的分歧。这就是,我们认为一个物体的状态是由数目很大但还是有限个数的原子和电子的坐标和速度来完全确定的;与此相反,为了确定一个空间的电磁状态,我们就需要用连续的空间函数,因此,为了完全确定一个空间的电磁状态,就不能认为有限个数的物理量就足够了。按照麦克斯韦的理论,对于一切纯电磁现象因而也对于光来说,应当把能量看作是连续的空间函数,而按照物理学家现在的看法,一个有重客体的能量,则应当用其中原子和电子所带能量的总和来表示。一个有重物体的能量不可能分成任意多个、任意小的部分,而按照光的麦克斯韦理论(或者更一般地说,按照任何波动理论),从一个点光源发射出来的光束的能量,则是在一个不断增大的体积中连续地分布的。用连续空间函数来运算的光的波动理论,在描述纯悴的光学现象时,已被证明是十分卓越的,似乎很难用任何别的理论来替换。可是,不应当忘记,光学观测都同时间平均值有关,而不是同瞬时值有关,而且尽管衍射、反射、折射、色散等等理论完全为实验所证实,但仍可以设想,当人们把用连续空间函数进行运算的光的理论应用到光的产生和转化的现象上去时,这个理论会导致和经验相矛盾。确实现在在我看来,关于黑体辐射,光致发光、紫外光产生阴极射线,以及其他一些有关光的产生和转化的现象的观察,如果用光的能量在空间中不是连续分布的这种假说来解释.似乎就更好理解。按照这里所设想的假设,从点光源发射出来的光束的能量在传播中不是连续分布在越来越大的空间之中,而是由个数有限的、局限在空间各点的能量子所组成,这些能量子能够运动,但不能再分割,而只能整个地被吸收或产生出来。 下面我将叙述一下我的思考过程,并且援引一些引导我走上这条道路的事实,我希望这里所要说明的观点对一些研究工作者在他们的研究中或许会显得有用。§1 关于“黑体辐射”理论的一个困难让我们首先仍采用麦克斯韦理论和电子论的观点来考察下述情况。设在一个由完全反射壁围住的空间中,有一定数目的气体分子和电子,它们能够自由地运动,而且当它们彼此很靠近时,相互施以保守力的作用,也就是说,它们能够象气体[分子]运动理论中的气体分子那样相互碰撮。此外,还假设有一定数目的电子被某些力束缚在这空问中一些相距很远的点...