普朗克

1900年,普朗克抛弃了能量是连续的传统经典物理观念,导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。在理论上导出这个公式,必须假设物质辐射的能量是不连续的,只能是某一个最小能量的整数倍。普朗克把这一最小能量单位称为“能量子”。普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点,并引入了普朗克常数h。量子理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔物理学奖。
普朗克
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普朗克的趣闻轶事

 

上大学以后,普朗克渐渐将他在物理学上兴趣锁定在纯理论领域,也就是理论物理学。他物理学老师约里对此十分不解,因为他认为物理学已经是一门高度发展、几乎尽善尽美科学,也许,在某个角落还有一粒尘屑或一个小气泡,对它们可以去进行研究和分类。但是,作为一个完整体系,已经建立得足够牢固了,经典理论物理学也已接近于十分完善程度。约里观点代表了当时科学界对物理学普遍错误看法,但普朗克却不是那种轻易改变主意人,走物理学乃至走理论物理道路是他认真考虑结果,他不会让任何东西阻挡他前进脚步。

                    如果你相信你能承担对之所负责任话,就不让任何东西阻挡你前进
因仰慕赫姆霍茨和基尔霍夫这两位物理学家大名,普朗克在大学最后一年转到柏林大学学习。但两位老师蹩脚讲课却使普朗克大失所望,不过他没有泄气,而是靠自学来满足自己求知欲望。他不但自习两位老师课程,也自修了克劳修斯《热力学》,正是从克劳修斯热力学理论出发,他开始了热辐射问题研究。

在研究中,柏林大学维恩教授1894年提出"维恩公式"和英国物理学家瑞利1900年提出"瑞利公式"这两个完全相反公式引起了他注意,他尝试了经典物理所有理论和方法,试图提出一个新公式来代替这两个互相矛盾公式,但没有成功。为了寻求科学真理,他决定采取孤注一掷行动--跳出经典物理学,从新角度来考虑这个问题。1900年10月19日,普朗克在德国物理学会一次会议上提出了他新公式,这就是后来著名"普朗克公式"。12月14日,他在物理学会另一次会议上提出了这个公式理论基础,即著名"能量子假说"。在这个假说中,普朗克放弃了传统物质运动绝对连续观念,提出辐射过程不是连续,而是以最小份量一小"包"一小"包"地放射或吸收,这一小包不能再分成更小包,就象卖水果糖,最少只能一块一块地卖,而不能半块半块或分成更小块卖,这个最小能量单位就叫"能量子"。这一天,后来被人们认为是量子论"生日"。由于量子概念随后成了理解原子壳层和原子核一切性能关键,这一天也被看作原子物理生日和自然科学新纪元开端。当然,提出能量子假说普朗克也被人们尊称为"量子论奠基人"。

成名之后普朗克在谈到自己是如何成为一个科学时候,曾说了这么一句话:"你必须要有信仰。"普朗克所说信仰实际上就是对科学、对研究事业执着爱和对寻求科学真理坚定不移精神。

值得一提是,信仰使人成功,但信仰一旦变成固执行动话也会妨碍一个人前进脚步。普朗克本质上根深蒂固保守意识曾使他在提出石破天惊理论并得到了其他人发展以后,却固执地要将跳出经典物理学旧框框提出新理论重新纳回经典物理旧框框中去。

普朗克墓在哥庭根市公墓内,其标志是一块简单矩形石碑,上面只刻着他名字,下角写着:尔格·秒。 他墓志铭就是一行字:h=6.63×10^-34J·S,这也是对他毕生最大贡献:提出光量子假说肯定。
 

1.启蒙老师

普朗克走上研究自然科学道路,在很大程度上应该归功于一个名叫缪勒中学老师。普朗克童年时期爱好音乐,又爱好文学。后来他听了缪勒讲一个动人故事:一个建筑工匠花了很大力气把砖搬到屋顶上,工匠做功并没有消失,而是变成能量贮存下来了;一旦砖块因为风化松动掉下来,砸在别人头上或者东西上面,能量又会被释放出来,……这个能量守恒定律故事给普朗克留下了终生难忘印象,不但使他爱好转向自然科学,而且成为他以后研究工作基础之一。

2.“普朗克行星”

普朗克进入科学殿堂以后,无论遇到什么困难,都没有动摇过他献身于科学决心。他家庭相继发生过许多不幸:1909年妻子去世,1916年儿子在第一次世界大战中战死,1917年和1919年两个女儿先后都死于难产,1944年长子被希特勒处死。但是普朗克总是用奋发忘我工作抑制自己感情和悲痛,为科学做出了一个又一个重要贡献。

他一生发表了215篇研究论文和7部著作,其中包括1959年所著物理学中哲学》一书。
在普朗克诞辰80周年庆祝会上,人们“赠给”他一个小行星,并命名为“普朗克行星”。1946年他虽然体弱,但却非常高兴地出席了皇家学会纪念牛顿集会。

3.墓碑号刻着他名和h
普朗克为人谦虚,作风严谨。在1918年4月德国物理学会庆贺他60寿辰纪念会上,普朗克致答词说:“试想有一位矿工,他竭尽全力地进行贵重矿石勘探,有一次他找到了天然金矿脉,而且在进一步研究中发现它是无价之宝,比先前可能设想还要贵重无数倍。假如不是他自己碰上这个宝藏,那么无疑地,他同事也会很快地、幸运地碰上它。”这当然是普朗克谦虚。洛仑兹在评论普朗克关于能量子这个大胆假设时候所说话,才道出了问题本质。他说:“我们一定不要忘记,这样灵感观念好运气,只有那些刻苦工作和深入思考人才能得到。”

战火余烬未灭,他却接到了敌对国家盛情邀请;战争毁灭了他家庭和心血,但80岁老人并没有被摧毁
1946年,英国皇家学会在伦敦举行因战争推迟了3年"牛顿诞生300周年"纪念会。在来宾登记簿上,记下了这么一位特殊人物:

普朗克其实来自刚刚战败德国。当时,人们还远没从德军第二次世界大战炮火和血泊中恢复过来,他们对惨无人道德国法西斯心有余悸,任何人都不想和这个曾经给世界带来深重灾难国家发生关系。但作为德国科学发言人普朗克,却偏偏在此时受到了曾经饱受德军战火之苦英国人盛情邀请,这是为什么呢?其原因不仅在于他伟大科学成就,而且也在于他本人伟大人格。在战时,他对希特勒政府采取不合作态度,他本人在战时悲惨遭遇,以及他身处逆境却顽强直面人生勇气,使人们对这位已经88岁老人充满了崇敬。

普朗克经历了两次世界大战。在战争中,他失去了两个儿子和两个女儿,而他家、他收藏一生书籍和记载着他一生奋斗足迹手稿和日记,都在1944年盟军轰炸柏林时化为灰烬。这样打击是任何一个铁血汉子都难以承受,但这位垂暮老人却勇敢地承受住了这一切,这是怎样一种毅力啊!

那么,是什么使他拥有这么坚强意志呢?是信仰。是他对宗教信仰,更是他对科学真理信仰。

                               他一生信奉上帝,但科学和大自然是他心中另一个上帝
普朗克对宗教信仰有极深家庭渊源,他祖父和曾祖父都是哥廷根大学神学教授;父亲虽然一改家风,成了基尔大学和慕尼黑大学法学教授,但也笃信宗教;母亲也出生于一个牧师家庭。弥漫在家庭中浓郁宗教气氛,使上帝早早地就在普朗克心中扎了根。小学时他是一个忠实路德教信徒,中学时经常因为宗教和行为举止等方面获奖,长大后也从未怀疑过有条理宗教价值。从1920年开始,一直到1947年去世,他都是绿森林教区长老。

但相对于他对宗教信仰来说,他更信奉科学,是大自然。1937年5月,普朗克在波罗海沿岸各省作题为《宗教与科学演讲结束时,曾提出了一个响亮口号:"向上帝走去!"这句口号

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