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第14章 普朗克

1858年4月23日,着名的理论物理学家普朗克出生于德国的基尔。他的父亲是慕尼黑大学的教授。普朗克从小就表现出很高的数学天分,同时也十分爱好音乐,但他最后还是选择了理论物理作为自己一生的追求。这里还有一件趣事反映出19世纪80年代物理学的情况:普朗克曾找受人敬爱的慕尼黑大学教授诺利征求意见,而教授却认为物理学已接近完美,没有再研究的必要,劝他不要从事物理研究。幸好普朗克没有听从诺利的劝告,不过令他自己也没料到的是,正是他的研究成果打破了物理学自牛顿以来的沉寂。

在慕尼黑大学,普朗克听了三年物理和数学课,之后他转入了柏林大学。1879年,21岁的普朗克顺利通过了博士学位论文《论热力学第二定律》的答辩,并提出了热力学第二定律的普朗克说法。此后,普朗克曾先后在慕尼黑大学及基尔大学执教。1888年11月,普朗克应聘到柏林大学工作。次年,他接过了基尔霍夫的教职,兼任物理研究所所长。1892年,他升为教授。1894年,他被选为普鲁士科学院物理教学部的学部委员。

当时的物理学界对黑体辐射有着两种不同的观点,德国物理学家维恩导出了“维恩公式”;英国物理学家瑞利和金斯导出了另一公式。前者适用于短波与低温,后者则适用于长波与高温。正当物理学家们举棋不定时,普朗克在1900年10月以《论维恩光谱的完善》为题公布了一个新的辐射公式,在长波与短波上都与实验结果符合。接下来的几周中,为了从理论上论证这个公式,普朗克做了他一生中最繁重的工作。最后,他提出了这样的假设:物质辐射的能量是不连续的,只能为某一个最小能量单位的整数倍,并把这一最小能量单位称为能量量子(今天人们通常称该常数为普朗克恒量h)。

1900年12月14日,普朗克在德国物理学年会上做了一个有历史意义的报告,题目为《正常光谱辐射能的分布理论》。这个日子成了量子理论的诞生日,也标志着物理新时代的到来。但对普朗克来说,他更希望把量子列入经典物理体系。尽管如此,他仍获得了1918年的诺贝尔物理学奖,因为他为量子物理提供了一把钥匙。

普朗克于1947年10月4日在哥廷根去世,离他的九十大寿只差了半年。

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