一個很堅持，一個很大膽，師生一起“切分”原子
切分墊步怎麼描述
19世紀以前，人們一直認為電、磁、光是毫不相關的自然現象。
步入19世紀，科學家法拉第、麥克斯韋把電、磁、光現象放在一起解釋；赫茲則用實驗證明了電磁波的存在，電、磁與光效應從此結合起來。
發現陰極射線後，西方物理學家全力研究它的本質。到19世紀70年代，對陰極射線的本質認識，他們之中存在兩種截然不同的看法：英國科學家克魯克斯等認為它是帶負電的粒子流，德國物理學家赫茲等認為它不過是電磁波產生的輻射物。
兩派之間發生過激烈的討論。
陰極射線示意圖（來源：百度）
荷蘭物理學家
亨得裡克·安頓·洛倫茲
也加入到這場討論中。經過深入研究，他得出如下結論：
陰極射線是由比原子更小的微粒振動產生的，這種微粒存在於任何物體的原子之中，而發光現象即與這種微粒振動相關，這種微粒進行振動後會產生電場和磁場，只要改變電場或磁場的方向，光線也會發生偏移。
可是，這些先進的理論在當時完全站不住腳。一則，著名科學家法拉第生前研究過磁場對光源的影響，但以失敗告終，後來幾乎無人研究；二則西方科學界一直認為，物體是由原子構成的，原子就像一個小得不能再小的玻璃實心球，無法開啟。
亨德里克。洛倫茲像（來源：讀史春秋部落格）
洛倫茲偏不信邪。他決心用自己的強項——理論研究，來證明原子是可分的。
他於1870年進入萊頓大學，受天文學教授弗雷德裡克·凱瑟影響，對理論物理學產生濃厚的興趣。
1878年1月25日，他就任萊頓大學理論物理學教授。此後近20年時間，他的理論研究包括陰極射線的本質，解釋電、磁、光的關係等，緊跟時代潮流。
經過理論研究，洛倫茲發現物體的原子裡有帶負電的微粒，這些微粒由於圍繞原子核運動產生電場。根據法拉第的實驗推斷，運動的微粒也會產生磁場。原子核自轉產生電場和磁場，與負電微粒相互制衡形成了原子磁場。
原子示意圖，洛倫茲發現的微粒即為電子。（來源：科學人網）
“當光源經過原子磁場時，它原子裡的微粒振動將發生改變，光源的譜線一定會加寬或分裂。”
洛倫茲經過反覆推理，得出這樣的結論。
物理學的發展，離不開理論與實踐的結合。儘管洛倫茲從“虛”的理論方面證實原子裡有帶負電的微粒，那
怎麼才能透過“實”的實驗方面來證明理論呢？
正當他為此苦惱不堪時，他的學生——
彼得•塞曼
出現了。
塞曼也是荷蘭人。1865年5月24日深夜，荷蘭澤蘭小島上的攔海大壩決堤。一條無舵無槳的小木船上，一位中年產婦在撞擊中，痛苦地生下塞曼。
塞曼小學時成績平平，中學畢業考試物理成績居然沒有及格。
母親用塞曼出生的故事對其進行感化，他於是刻苦攻讀，進入代爾夫特中學。
在這裡，塞曼遇到了比他大12歲的海克·卡末林·昂內斯。後來獲諾貝爾物理學獎的昂內斯聰明好學，給塞曼留下極深的印象。
塞曼透過不懈努力終於考上了萊頓大學。
他1890年大學畢業後留校，並有幸成為物理學教授洛倫茲的學生兼助手。
作為洛倫茲的助手，塞曼最高興的事兒莫過於可以繼續研究
磁光克爾效應
。
磁光克爾效應是指光線射入磁體會發生偏轉的現象
，因1877年由英國科學家約翰·克爾發現而得名。
研究3年後，塞曼完成了關於磁光克爾效應的博士論文。後來，他受聘為萊頓大學的講師，暫時離開了洛倫茲的實驗室。
磁光克爾效應示意圖（來源：原創文件網）
1896年，塞曼被開除了，起因是他不聽萊頓大學實驗室主管的安排，悄悄進行光譜線磁場分裂的實驗。
他把光源放在很強的磁場裡，結果發光體的光譜發生變化，譜線一分為三。
塞曼平靜地把實驗過程和結果寫成論文提交給荷蘭皇家藝術與科學院，然後離開萊頓大學。
當年10月31日，洛倫茲在皇家藝術與科學院開會時偶然間發現塞曼關於光譜研究的論文，大為震驚。
兩天後的星期一早上，他把塞曼請到辦公室。
塞曼詳細敘述了關於光譜實驗的過程，洛倫茲仔細聆聽後表示，磁場中光譜發生變化的根本原因是原子中帶負電的微粒振動。
由於洛倫茲的強力推薦，塞曼的實驗引起西方科學界的重視。
彼得。塞曼（來源：讀史春秋部落格）
他的實驗首先證明了原子內部具有細緻的結構，並非“不可再分”，這是對洛倫茲關於“原子裡有帶電微粒”的最好支援。
其次，實驗證實了洛倫茲關於
“磁場中發出的光會發生偏振”
的理論。這也意味著電、磁、光可以相互影響。後世科學家把
磁場分裂光譜的現象稱為
塞曼效應
。
作為著名的磁光效應，塞曼效應使世人對物質的原子、光譜等有了更多瞭解，被譽為繼X射線之後物理學最重要的發現之一。
為了表示對塞曼的紀念，科學界把月球背面的一座環形山命名為“塞曼”。
塞曼效應可用於測量星球的磁場，海爾等美國天文學家在威爾遜山天文臺用塞曼效應首次測量到了太陽黑子的磁場。物理學家湯姆遜則用塞曼效應來測量譜線分裂的頻率間隔，把原子中帶負電的微粒稱為電子，還用資料證實了電子的存在。湯姆遜因此獲1906年諾貝爾物理學獎。
1902年12月10日下午16：30，瑞典斯德哥爾摩皇家音樂學院大禮堂裡座無虛席。第二屆諾貝爾獎頒獎典禮在此舉行。
在嚴肅的樂曲中，各國獲獎者分別領取了獎牌、證書和獎金。輪到塞曼上臺時，只見他胸前沒有戴花，而是掛著一個五六寸大的金制相框，相片上是他去世的母親。他每次領獎都會掛著這個相框，以示對母親的尊重。這已成為諾貝爾獎史上的一段佳話。
諾貝爾獎頒獎典禮現場（來源：果殼網）
從諾貝爾物理學獎頒獎典禮回來的洛倫茲，也因此受到世人的尊敬和愛戴。由於他提出原子中存在電子的理論，所以
被尊稱
為經典電子論的創立者
。
後來，他的名字在物理學上被用作學術名詞，比如
洛倫茲-洛倫茲公式、洛倫茲力、洛倫茲分佈、洛倫茲變換
等。
愛因斯坦在科學研究中，把洛倫茲變換用於力學關係式，這才有著名的狹義相對論。
1928年2月4日，洛倫茲在荷蘭的哈勒姆市逝世。葬禮當天，荷蘭全國電話中止3分鐘，以示哀悼。公認的新一代物理學領袖、著名科學家愛因斯坦發來悼詞，稱洛倫茲是“我們時代最偉大、最高尚的人”。
再後來，為紀念洛倫茲的巨大貢獻，荷蘭政府從1945年起把他的生日（7月18日）定為一年一度的“洛倫茲節”。
洛倫茲從理論上創立經典電子論，塞曼則用實驗證明了電子的存在，師生兩人共同分享了1902年度諾貝爾物理學獎。
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原標題：沒有這個理論做基礎，我們可能看不到愛因斯坦的相對論......
編輯：蕉
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