大胆革命,继续为量子理论的发展开拓道路,不仅证实了量子的存在,并在普朗克量子假说基础上,为建起量子力学大厦做 出了进一步的努力 普朗克是—位老派的学者。他为人正直高尚、奉公守法、谦虚谨慎,从来不愿意炫耀自己。他自称没有特殊的天才,不 能同时处理许多不同的问题。在学术工作中,他主张尽可能地谨慎,不到万不得已不慝意打破传统的"框框”。他把自己的 量子假说称为”孤注一掷”的办法。就是说,只是在实验事实的逼迫下,他才终于"上了梁山”。因此,人们常说他是一个 不情愿的革命者 普朗克提出"能量子"概念 普朗克于1858年出生于德国的基尔,父亲是基尔大学著名的法律教授。普朗克先后在慕尼黑大学和柏林大学学习, 曾经在基尔霍夫等人的指导下学习和硏究热力学,并于1879年获得博士学位。1880年,普朗克成为慕尼黑大学物理 讲师,5年后被基尔大学聘为理论物理学特约教授。1889年,在基尔霍夫逝世后,普朗克回到母校继任了老师的职 位,成为柏林大学的教授,并一直在此工作到1926年退休。1894年,普朗克被选为普鲁士科学院院士;1926 年,他被英国皇家学会吸收为会员。他同时还兼任柏林威廉皇家研究所所长 也就是从他被选为普鲁土科学院院土这一年开始,普朗克开始从事黑体辐射方面的硏究。他先是对基尔霍夫辐射定律中 普适函数感兴趣,决心找到这个普适函数,经过5年的努力,他得到了辐射能分布的初步公式。其后一年,普朗克集前人 的研究成果,结合自己的发现,于1900年10月19日在德国物理学会会议上以《对维恩辐射定律的一点修正》为题 宣布了自己的辐射公式,即"普朗克辐射公式"。当天夜晚,德国实验物理学家鲁本斯将自己的实验数据与普朗克公式的理 论结果作了仔细的比较,发现无论是在哪个波段二者都保持着惊人的一致。 鲁本斯将这一对比结果告诉了普朗克,普朗克非常高兴,决心透彻研究辐射公式的物理意义,并确定公式中所取的两个 常数的具体形式。这一决心使普朗克走上了发现量子之路 普朗克按照玻尔兹曼统计思想,认真地考虑嫡与几率的关系。辐射公式的真正物理意义被一步步揭示岀来,1900年 12月14日,在经过”一生中最紧张的几个星期的工作”之后,他终于作出了"孤注一掷的行动”:在德国物理学会上宣 的论文《关于正常光谱的能量分布定律的理论》中,他提出令人感到惊讶的能量子假定,从而得到一个被赋予具体物理意 义的辐射公式。他假设,物体在发射辐射和吸收辐射时,能量是不连续的,以一个最小单位的整数倍跳跞式变化,这个能量 的基本单位,称作能量子。这一天被看作是量子论的诞生日,作用量子则被认为是最基本的自然常数之 经典物理学一向认为能量是连续的,并将这一传统观念当成金科玉律。但用它研究黑体辐射时却带来了"紫外灾难”, 表明了经典理论的局限性。普朗克冲破了传统观念的束缚,提岀了能量分立性的思想,这是物理学领域基本概念的重大变 革。但也由于这个理论与经典理论是如此之格格不入,当时物理学界对它的反映是极为冷淡的。从1900年到1904年 的文献中,几乎找不到有关这一理论的论文。1908年,德国的《自然科学和技术史手册》发行第二版,书中详尽列出了 1900年全世界120项发现、发明,就是没有提到普朗克的名字。人们承认普朗克得到与实验相符的黑体辐射公式,却 不接受他的量子假说,其重要意义没有引起物理学界应有的关注,直到爱因斯坦的光量子假说和光电效应方程于1905年 的问世 悲剧的"倒退 经过爱因斯坦、玻尔等人的努力,量子论最终得到了人们的认可。1918年,普朗克作为量子理论的开拓者获得了诺 贝尔物理奖。 遗憾的是,普朗克虽然发现了能量子,但他不能理解这一发现的意义,对自己的发现长期惴惴不安。在发现能量子之后 的长达14年时间,他总想退回到经典物理学的立场。他曾在散步时对儿子说:"我现在做的事情,要么毫无意义,要么可 能成为牛顿以后物理学上最大的发现。"到了1909年,当他重新投入量子问题的研究时,曾经告诫自己和别人,要尽可 能避免采取冒险步骤,他说:"在将作用量子h引入理论时,应当尽可能保守从事;这就是说,除非业已表明绝对必要,否 则不要改变现有的理论。 1910年,普朗克提出了一个理论,认为发射过程在时间上是不连续的,但吸收则是连续的。这是一次公开的倒退。 1914年,他又提出一个理论,干脆撤消了量子假说,认为发射过程也应假定是连续发生的,这又是一次大倒退 在普朗克犹豫徘徊甚至倒退的时候,量子论却有了很大的发展。1905年,爱因斯坦提岀光量子假说,成功地解释了 光电效应;1906年,他又将量子理论运用到固体比热问题,获得成功;1912年,玻尔将量子理论引入到原子结构理 论中,克服了经典理论解释原子稳定性的困难,建立了他的原子结构模型,取得了原子物理学划时代的进展;1922年 康普顿通过实验最终使物理学家们确认光量子图景的实在性,从而使量子理论得到科学界的普遍承认。 造成普朗克长期犹豫徘徊的原因是传统观念的束缚。自从17世纪牛顿力学建立后,自然过程连续性的观念在物理学中 已经根深蒂固。莱布尼兹曾经说过,"自然界无跳跃。"19世纪,电磁场理论的建立更使这一观念深入人心,要冲破它确 实不容易。普朗克14年来犹豫徘徊带来的影响是:他没有在量子论的进一步发展中作岀贡献,没有能够追随这一理论的进 一步发展,科学领域的开拓者成了落伍者。在量子论创立的最初10年里,爱因斯坦起到了旗手的作用。但是到了1951大胆革命，继续为量子理论的发展开拓道路，不仅证实了量子的存在，并在普朗克量子假说基础上，为建起量子力学大厦做 出了进一步的努力。 普朗克是一位老派的学者。他为人正直高尚、奉公守法、谦虚谨慎，从来不愿意炫耀自己。他自称没有特殊的天才，不 能同时处理许多不同的问题。在学术工作中，他主张尽可能地谨慎，不到万不得已不愿意打破传统的 " 框框 " 。他把自己的 量子假说称为 " 孤注一掷 " 的办法。就是说，只是在实验事实的逼迫下，他才终于 " 上了梁山 " 。因此，人们常说他是一个 " 不情愿的革命者 " 。 普朗克提出 " 能量子 " 概念 普朗克于１８５８年出生于德国的基尔，父亲是基尔大学著名的法律教授。普朗克先后在慕尼黑大学和柏林大学学习， 曾经在基尔霍夫等人的指导下学习和研究热力学，并于１８７９年获得博士学位。１８８０年，普朗克成为慕尼黑大学物理 学讲师，５年后被基尔大学聘为理论物理学特约教授。１８８９年，在基尔霍夫逝世后，普朗克回到母校继任了老师的职 位，成为柏林大学的教授，并一直在此工作到１９２６年退休。１８９４年，普朗克被选为普鲁士科学院院士；１９２６ 年，他被英国皇家学会吸收为会员。他同时还兼任柏林威廉皇家研究所所长。 也就是从他被选为普鲁士科学院院士这一年开始，普朗克开始从事黑体辐射方面的研究。他先是对基尔霍夫辐射定律中 的普适函数感兴趣，决心找到这个普适函数，经过５年的努力，他得到了辐射能分布的初步公式。其后一年，普朗克集前人 的研究成果，结合自己的发现，于１９００年１０月１９日在德国物理学会会议上以《对维恩辐射定律的一点修正》为题， 宣布了自己的辐射公式，即 " 普朗克辐射公式 " 。当天夜晚，德国实验物理学家鲁本斯将自己的实验数据与普朗克公式的理 论结果作了仔细的比较，发现无论是在哪个波段二者都保持着惊人的一致。 鲁本斯将这一对比结果告诉了普朗克，普朗克非常高兴，决心透彻研究辐射公式的物理意义，并确定公式中所取的两个 常数的具体形式。这一决心使普朗克走上了发现量子之路。 普朗克按照玻尔兹曼统计思想，认真地考虑熵与几率的关系。辐射公式的真正物理意义被一步步揭示出来，１９００年 １２月１４日，在经过 " 一生中最紧张的几个星期的工作 " 之后，他终于作出了 " 孤注一掷的行动 " ：在德国物理学会上宣 读的论文《关于正常光谱的能量分布定律的理论》中，他提出令人感到惊讶的能量子假定，从而得到一个被赋予具体物理意 义的辐射公式。他假设，物体在发射辐射和吸收辐射时，能量是不连续的，以一个最小单位的整数倍跳跃式变化，这个能量 的基本单位，称作能量子。这一天被看作是量子论的诞生日，作用量子则被认为是最基本的自然常数之一。 经典物理学一向认为能量是连续的，并将这一传统观念当成金科玉律。但用它研究黑体辐射时却带来了 " 紫外灾难 " ， 表明了经典理论的局限性。普朗克冲破了传统观念的束缚，提出了能量分立性的思想，这是物理学领域基本概念的重大变 革。但也由于这个理论与经典理论是如此之格格不入，当时物理学界对它的反映是极为冷淡的。从１９００年到１９０４年 的文献中，几乎找不到有关这一理论的论文。１９０８年，德国的《自然科学和技术史手册》发行第二版，书中详尽列出了 １９００年全世界１２０项发现、发明，就是没有提到普朗克的名字。人们承认普朗克得到与实验相符的黑体辐射公式，却 不接受他的量子假说，其重要意义没有引起物理学界应有的关注，直到爱因斯坦的光量子假说和光电效应方程于１９０５年 的问世。 悲剧的 " 倒退 " 经过爱因斯坦、玻尔等人的努力，量子论最终得到了人们的认可。１９１８年，普朗克作为量子理论的开拓者获得了诺 贝尔物理奖。 遗憾的是，普朗克虽然发现了能量子，但他不能理解这一发现的意义，对自己的发现长期惴惴不安。在发现能量子之后 的长达１４年时间，他总想退回到经典物理学的立场。他曾在散步时对儿子说： " 我现在做的事情，要么毫无意义，要么可 能成为牛顿以后物理学上最大的发现。 " 到了１９０９年，当他重新投入量子问题的研究时，曾经告诫自己和别人，要尽可 能避免采取冒险步骤，他说： " 在将作用量子ｈ引入理论时，应当尽可能保守从事；这就是说，除非业已表明绝对必要，否 则不要改变现有的理论。 " １９１０年，普朗克提出了一个理论，认为发射过程在时间上是不连续的，但吸收则是连续的。这是一次公开的倒退。 １９１４年，他又提出一个理论，干脆撤消了量子假说，认为发射过程也应假定是连续发生的，这又是一次大倒退。 在普朗克犹豫徘徊甚至倒退的时候，量子论却有了很大的发展。１９０５年，爱因斯坦提出光量子假说，成功地解释了 光电效应；１９０６年，他又将量子理论运用到固体比热问题，获得成功；１９１２年，玻尔将量子理论引入到原子结构理 论中，克服了经典理论解释原子稳定性的困难，建立了他的原子结构模型，取得了原子物理学划时代的进展；１９２２年， 康普顿通过实验最终使物理学家们确认光量子图景的实在性，从而使量子理论得到科学界的普遍承认。 造成普朗克长期犹豫徘徊的原因是传统观念的束缚。自从１７世纪牛顿力学建立后，自然过程连续性的观念在物理学中 已经根深蒂固。莱布尼兹曾经说过， " 自然界无跳跃。 " １９世纪，电磁场理论的建立更使这一观念深入人心，要冲破它确 实不容易。普朗克１４年来犹豫徘徊带来的影响是：他没有在量子论的进一步发展中作出贡献，没有能够追随这一理论的进 一步发展，科学领域的开拓者成了落伍者。在量子论创立的最初１０年里，爱因斯坦起到了旗手的作用。但是到了１９５１