Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần II - Không gian, thời gian và các lượng tử
Chương 4 - Những điều kỳ lạ trong thế giới vi mô(4)
...Ngoài chuyện ý tưởng này đã đưa lại những kết quả mỹ mãn ra, thì cả
Planck cũng như bất cứ ai khác đều không thể cho một lý giải có sức thuyết
phục là tại sao nó lại đúng như vậy...
Các “gói” năng lượng là gì ?
Planck không hề có một biện minh nào cho ý tưởng then chốt của ông là đã
xem năng lượng được phân thành các gói. Ngoài chuyện ý tưởng này đã
đưa lại những kết quả mỹ mãn ra, thì cả Planck cũng như bất cứ ai khác đều
không thể cho một lý giải có sức thuyết phục là tại sao nó lại đúng như vậy.
Như nhà vật lý Goerge Gamow có lần nói, dường như tự nhiên cho người
ta uống cả một vại bia hoặc là không có tí bia nào, chứ không có kiểu
chung chiêng ở giữa. Năm 1905, Einstein đã đưa ra cách giải thích và vì
phát minh đó ông đã được trao giải thưởng Nobel về vật lý năm 1921.
Einstein đã tìm ra cách giải thích này trong quá trình giải quyết một vấn đề
có tên là hiệu ứng quang điện. Nhà vật lý người Đức tên là Heinrich Hertz
là người đầu tiên phát hiện ra rằng khi chiếu một bức xạ điện từ (chẳng hạn
ánh sáng) lên bề mặt một số kim loại nào đó, thì chúng sẽ phát ra các
electron. Bản thân chuyện này cũng chẳng có gì là đặc biệt lắm. Một trong
những tính chất riêng của các kim loại là chúng có một số electron liên kết
lỏng lẻo trong nguyên tử (điều này giải thích tại sao, chúng lại là những vật
dẫn điện tốt). Khi ánh sáng đập vào bề mặt kim loại nó sẽ nhường bớt một
phần năng lượng, cũng hệt như khi nó chiếu vào bề mặt làn da của bạn và
làm cho bạn cảm thấy ấm hơn. Năng lượng được nhường bớt này sẽ làm
cho các electron liên kết lỏng lẻo có thể sẽ bị bắn ra ngoài.
Nhưng những đặc điểm lạ lùng của hiệu ứng quang điện trở nên rõ ràng
hơn khi người ta nghiên cứu những tính chất tinh tế hơn của các electron
được bắn ra. Thoạt tiên, người ta nghĩ rằng cường độ ánh sáng, tức độ chói
của nó tăng thì vận tốc của các electron bắn ra cũng sẽ tăng, vì sóng điện từ
