馬克斯·普朗克簡介
馬克斯·普朗克簡介
公元1858~公元1947
1900年德國科學家馬克斯·普朗克提出了一個大膽的假說,在科學界一鳴驚人。這一假說認為幅射能(即光波能)不是一種連續不斷的流的形式,而是由小微粒組成的。他把這種小微粒叫做量子。普朗克的假說與經典的光學說和電磁學說相對立,使物理學發生了一場革命,使人們對物質性和放射性有了更為深刻的瞭解。
普朗克於1858年出生在德國的基爾市。他先後就讀於柏林大學和慕尼黑大學,二十一歲時在慕尼黑大學獲得物理學博士學位。他一時曾在慕尼黑大學和基爾大學任教,1889年任柏林大學教授,直到1928年70歲退休為止。
和其他幾位科學家一樣,普朗克對黑體幅射問題也很感興趣,黑體幅射是描述給絕對黑體加熱來做電磁幅射的術語(絕對黑體是不反射任何光而完全吸收所遇見光的物體)。實驗物理學家們甚至在普朗克著手研究這個問題之前就對這樣的物體幅射做過認真的測量。普朗克取得的第一項成就是提出了一個用來正確描繪黑體幅射的相當複雜的代數公式。這個代數式完美地概述了實驗資料,在今天理論物理學上仍常常使用。但是卻有一個問題:公認的物理學定律預示存在著一個完全不同的公式。
普朗克對這個問題沉思默想,終於提出了一個嶄新的學說:幅射能只能以普朗克稱為量子這個基本單位的整倍數形式幅射出來。根據普朗克學說,一個光量子的大小取決於光的頻率(即顏色)且與一個物理量成正比。普朗克把這個物理量縮寫為h,現在被稱為普朗克常數。普朗克假說與當時流行的物理概念完全對立,但是他卻利用這一假說在理論上準確地推導了正確的黑體幅射公式。
普朗克假說具有徹底的革命性。因此若不是他以頑固保守的物理學家而著稱,他的假說無疑會被當作一種荒誕的思想而棄之一邊。雖然這一假說聽起來很離奇,但是在這種特殊情況下卻推匯出了正確的公式。
當初大多數物理學家(包括普朗克本人在內)都認為這一假說不過是適應面很窄的一個數學假設。但是幾年以後表明普朗克的概念還能應用於除黑體幅射以外的許多各種不同的物理現象。1905年愛因斯坦用這一概念解釋光電效應,1913年尼爾斯·玻爾在他的原子結構學說中也使用了這一概念。1918年普朗克獲得諾貝爾獎。他的學說基本正確而且在物理學理論方面具有根本重要的意義。
普朗克堅決反對納粹分子,這使他在希特勒時代的處境十分危險。他的次子有一次參與一夥軍官暗殺希特勒的密謀,但因刺殺未遂於1945年初被處以死刑。普朗克於1947年去世,終年89歲。
量子力學的發展可能是二十世紀中最重要的科學發展,甚至比愛因斯坦的相對論還要重要。普朗克常數h在物理理論中有著重要的作用,現在被認為是兩三個最基本的物理常數之一。它出現在原子結構學說、海森堡測不準原理、幅射學說和許多科學公式中。普朗克最初計算出來的常數數值比今天使用的相差百分之二。
一般認為普朗克是量子力學之父。雖然他對此理論後來的發展沒有起什麼作用,但是若把他的名次排得太后是不公正的。他所做的起始突破非常重要,使人們在思想上擺脫了先前的錯誤概念。因此他的繼承人才能創立出今天這樣完美的學說。
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