

从事物理学研究,需要吸取前人的经验和教训,但同时又要有清醒的头脑,不囿于已有的经验,条件改变了,思想也要跟着改变,才能有所发现,有所前进。
19世纪末发现X射线以后,人们开始了对这种射线本性的研究。有一种猜测是,X射线是一种波长极短的光。光的共同特点是它们会被媒质反射和折射,会被光栅衍射。人们开始用棱镜检验折射。按照常规的做法,棱镜总是放置得使光有最小的偏折,这样做主要是为了便于计算。谁知这居然成了习惯,按照这种方法进行的实验无一成功,X光似乎根本不会被折射。直到30年以后,即1924年,拉森(A.. Larsson)等人才想起用小掠射角射到棱镜面上,这样做虽然计算复杂了,但它可以使X射线产生最大的偏折。实验取得了成功。原来,在玻璃棱镜中,X射线的偏折十分微小,为了观察到折射效应,应当设法使它产生尽可能大的偏折,物理学家受传统方法的束缚,想当然地沿用常规的方法,结果使折射现象的发现延误了30年之久。
为了观察X射线的衍射,人们一开始也用传统的刻线光栅进行实验。但是,由于X射线的波长太短了,当时的刻线技术无法刻制那么密的光栅。后来,劳厄想到了晶体,晶体中的原子整齐地排列成晶格,晶格常数(相邻晶面的间距)估计与X射线的波长同数量级,因此猜想晶体可能成为使x射线衍射的合适的光栅。果然,劳厄的实验取得了成功。布拉格父子建立了晶体衍射的简单理论,并把X光衍射发展成探测晶体点阵结构的有力武器,劳厄和布拉格父子因此分获1914年和1915年的诺贝尔物理学奖。但是,这里面仍存在一个根本性的问题未解决:测量X射线的波长,需要知道晶格常数;而要知道晶格常数,又必须知道X射线的波长。晶格常数当然可根据结晶学的知识推算,但不够直接,精确度不可能高。因此,用刻线光栅直接测量X射线的波长仍有实际意义。但是,传统的光栅衍射实验总是使光近似于垂直地入射到光栅上,这样做没有别的理由,只是为了好计算。在研究X射线被光栅衍射时,人们仍沿用这种方法,结果都失败了,原因很简单,与X射线的波长相比,光栅的缝间距太大了。也是过了几十年,才有人想到用掠射的方法。结果轻易地获得了成功。原因是如此地简单。一个间距一定的栅栏,斜着看过去,栅条的间距不是变小了吗?对于光栅来说,就如同光栅变密了。此外,传统的刻线光栅的材料是玻璃,也可以用金属,后者是看反射光。后来发现,X射线有很强的穿透本领,用软脂酸做光栅,效果比玻璃和金属都好。
穆斯堡尔效应的发现也出现了类似的情况。历史上,人们对光谱学有充分的研究,发现原子总是发射一系列特定波长的谱线,当这些特定波长的光照射到同种原子上时,他们就会被强烈吸收(共振吸收)。γ射线是原子核衰变时发出的波长极短的光,他们理应被同种原子核共振吸收。世界上有很多科学家从事这一课题的研究,但一直观察不到这种现象,原因是,可见光或紫外光的频率与γ射线相比是很小的,光子的能量和动量不太大,原子发射和吸收光子时,反冲可以忽略,因此发射的光子的能量较精确地等于原子某两个能级之差,吸收时,原子的整体几乎不动,照射光子的能量几乎完全转化为原子的激发能,因此产生共振吸收。γ射线就不同了,它的光子能量动量都很大,核发射γ射线时,反冲很大,带走了一部分动能。而吸收时,核整体运动带走的动能也较大,因此无法观察到共振吸收。这个道理在穆斯堡尔以前就有人想到了,而且曾采用低温冻结的办法来减小反冲,或者用使原子核运动,利用多普勒效应来补偿反冲的办法进行研究,但效果都不理想。这个难题同样困惑了物理学家30多年。直到1958年,德国年轻的物理学博士研究生才想起利用晶格中的原子核,在温度很低的情况下,晶格的振动很小,原子核被束缚于整快晶体中,发射γ射线时的反冲动量不是被单个原子核﹑而是被整个晶体吸收,带走的动能可以忽略,吸收时也采用同样的办法,结果获得了成功。3年后,即1961年就获得诺贝尔物理学奖,成为直接以博士论文获奖的少数几个科学家之一。这个现象后来称为穆斯堡尔效应,用它可以获得十分狭窄和尖锐的共振峰,它不仅在核物理研究中获得重要应用,而且以席卷之势迅速地应用于化学﹑生物学﹑地质学﹑冶金学﹑材料科学﹑环境科学﹑考古学﹑计量学等众多科学领域,并取得了丰硕成果,形成了一个跨学科的新领域――穆斯堡尔谱学。
以上例子表明,习惯势力和经验主义是如何束缚人们的思想的。