普朗克:不情愿的革命者
了量子假说。
普朗克很早就投入了对黑体辐射的探索,在用经典物理理论无论如何都解释不了探索结果的情况下,他对经典物理理论进行了否定,提出崭新的量子假说新概念,并据之得出了公式,把辐射能量与辐射光谱统一了起来,解决了黑体辐射问题。普朗克的量子假说认为,辐 普朗克,1858年出生于德国。他终生从事热力学研究,最大科研成果是提出射是由一分分的能量组成的。就像物质是由一个个原子组成的一样。辐射中的一份能量即是一个量子。量子的能量大小取决于辐射的波长,波长越短,能量越大;波长越长,能量越小。换句话说,就是量子的能量与波长成反比,与频率成正比。所谓量子,来自拉丁文“分立的部分”或“数量”一词。光正是一个个量子的连续发射,但由于人的眼睛有视觉暂留现象,所以看不到一个个分离的量子,而看到的是一道道光线。从而,为新物理学的产生奠定了第一块基石。
量子假说是物理学进入新的发展阶段的标志,它在经典物理学的宏大体系中打开了第一个缺口,为现代物理学基本理论的建立奠定了新的基础。因此,光量子的提出本身是一个革命性的行动,从这个意义上讲,普朗克无疑是量子力学发展史上第一个革命者。但是,受过严格经典物理学训练的普朗克,看到自己为形势所迫,不得不提出的量子假说造成的对经典物理学理论的“破坏”,心中有说不出的难过,从而限制了他进一步超越经典物理学论的界限,建立起崭新的物理学理论的研究。相反,他对经典物理学理论极其深厚的思想感情,使他开始了试图取消量子假说,或者使量子假说纳入经典物理理论的奋斗。
普朗克的这一奋斗造成了必然的失败。他从1901~1914年的15年间,两次修改了原来的理论,企图使之纳入经典物理学理论。1911年,他提出第二个理论,对量子假说作了部分修改,即认为它只在发射时是不连续的,而吸收时却仍然是连续的。1914年,他又提出了第三个理论,不管是发射或是吸收,一律都是连续的,全面修改了量子假说,但这一理论在1915年终因未得到人们的支持而被放弃。在这15年中,普朗克在量子理论的知识宝库中,再也没有加进任何值得称道的东西。
普朗克在晚年终于看到了自己的徒劳,他不得不承认“为了设法使基本作用量子适合于古典理论,我徒劳地进行了许多年的工作,耗费了很大精力,结果是枉费心血。现在我认识到,基本作用量子在物理学理论中所起的作用,比我受到的怀疑要重要得多。”
普朗克尽管是新理论的开拓者,但他在刚刚提出量子假说后便又缩了回去,没有能够在这一假说的基础上,建立起崭新的微观物理学理论量子力学的大厦,把已经得到的东西失掉了。就在普朗克修正他的量子假说之时,德国物理学家爱因斯坦大胆革命,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”。
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