一章 老传统和新传统
今天，当人们谈到现代物理学时，首先就想到原子武器。人人都认识到这些武器对现代世界政治结构的巨大影响，并且都心悦诚服地承认物理学对一般政治形势的影响比以往任何时期都要大。但是，现代物理学的政治方面真的是它的最重要的方面吗? 当世界上的政治结构已变得适应于新技术的种种可能性时，现代物理学还将留下什么影响呢？
为了回答这些问题，应当记住，每个工具都带有用来创造它的那种精神。因为每个国家和每个政治集团，不管它的地理位置和文化传统如何，都必须以某种方式关心这种新武器，所以，现代物理学的精神必将渗透到许多人的心灵之中，并以各种不同的方式和老传统联系起来。现代科学的这个特殊部门对各种强有力的老传统进行冲击的结果将是什么呢？世界上已经发展了现代科学的那些地区，长时期来，主要兴趣是在实用的活动方面，在工业和与这种活动的内外条件的合理分析相结合的工程学方面。这些地区的人觉得应付这些新观念是颇为容易的，因为他们已经有充分时间慢慢地、逐渐地来适应现代科学的思想方法。在世界的其他地区，这些观念将同本地文化的宗教基础和哲学基础发生冲突。因为现代物理学的成果确实触及实在、空间和时间这样一些基本概念，所以，这种冲突可能引起全新的、难以预料的发展。在现代科学和旧思想方法之间这次决战的特征之一，就在于它完全是国际性的。在这次思想交流中，老传统的一方在世界不同地区是不同的，而它的对方则在任何地区都是一样的，因此，这次思想交流的结果将传播到发生论战的全部地区。
由于这样的理由，尝试用不太技术性的语言来讨论现代物理学的这些观念，研究它们的哲学影响，将它们和若干较老的传统相比较，可能不是一个无关紧要的任务吧。
对量子论的发展作一历史性描述，可能是着手讨论现代物理学问题的最好的方法。确实，量子论仅仅是原子物理学中的一个小分支，而原子物理学又是现代科学中的一个很小的分支。然而，正是在量子论中，关于实在的概念发生了最基本的变化，并且也是在量子论中，原子物理学的新观念集合并具体化为它的最后的形式。原子核物理学研究所需的巨大的、非常复杂的实验设备，显示了这一现代科学部门的另一非常激动人心的方面。说到实验技术，原子核物理学代表了自从惠更斯（Huyghens）、伏打（Volta）或法拉第（Faraday ）以来一直决定着现代科学成长的研究方法的最大扩展。与此相似，量子论某些部分的令人望而生畏的数学复杂性，也可以说是代表着牛顿（Newton）、高斯（Gauss）或麦克斯韦（Maxwell）的方法的最高成就。但是，在量子论中显示的实在概念的变化，并不是过去的简单的继续，而却象是现代科学结构的真正破裂。因此，下一章首先将致力于探讨量子论的历史发展。

第二章 量子论的历史
量子论的起源是和一个大家熟悉的现象相联系的，这一现象并不属于原子物理学的中心部分。任何一块物质在被加热时，都会开始发光，并在较高温度下达到红热和白热。发光的颜色与材料表面关系不大，而对于黑体，则只与温度有关。因此，这样一个黑体在高温下发出的辐射是物理学研究的适当对象；它是一个简单的现象，并且应该可以根据已知的辐射和热学定律找到一个简单的解释。但是，瑞利勋爵（Lord Rayleigh）和琼斯（Jeans）在十九世纪末所作的努力却失败了，并且揭示了种种严重的困难。这里无法以简单的词句描述这些困难。但只要指出他们应用已知定律不能导出合理的结果这一点，应该也就够了。当普朗克（Planck）在1895年进入这条研究路线时，他试图将问题从辐射转到辐射原子方面。这种转换不能消除问题中固有的任何困难，它只简化了经验事实的解释。正当这个时候，即在1900年的夏天，库尔包姆（Curlbaum）和鲁本斯（Rubens）在柏林对热辐射光谱作了很准确的新测量。当普朗克听到这些结果时，他试图根据他对热与辐射的一般联系的研究，用简单的、看来好象是合理的数学公式来表示它们。有一天，普朗克和鲁本斯在普朗克家中喝茶，他们将鲁本斯的最新结果和普朗克提出的新公式作比较。比较的结果表明二者完全相符。这就是普朗克热辐射定律的发现。
就在这个时候，普朗克开始了艰巨的理论工作。什么是新公式的正确物理解释呢，既然普朗克能根据他以往的工作把他的公式毫不费力地翻译成关干辐射原子（所谓振子）的陈述，那么他一定很快就发现了，他的公式似乎表明振子只能包含分立的能量子——这个结果与经典物理学中任何已知的东西是那么不同，似致他在开始的时候一定会觉得难以相信。但是，在1900年夏天最紧张的工作时期中，他终于确信无法避免这个结论．普朗克的儿子曾说，他的父亲曾在通过柏林近郊的森林——绿林的漫长的散步中谈到了他的新观念。在这次散步中，他解释说，他感到他可能已经完成了一个第一流的发现，或许只有牛顿的发现才能和它相比。所以，这个时候曾朗克一定认识到了，他的公式已经触动我们描述自然的基础，并且有朝一日，这些基础将从它们现有的传统位置向一个新的、现在还不知道的稳定位置转移。普朗克由于在整个世界观上是保守的，他根本不喜欢这个后果，但他还是在1900年12月发表了他的量子假说。
能量只能以分立的能量子发射或吸收，这个观念是这样新奇，以致它不能适合物理学的传统框架。普朗克企图把他的新假说和老的辐射定律调和起来的尝试，在几个根本点上都失败了。这一尝试花了五年时间，直到能够朝新方向迈出第二步时为止。