马克斯·普朗克—

马克斯·普朗克1858—1947

不情愿的革命者

马克斯·普朗克是一个典型的普鲁士人，十分注重责任感和正义感，从来不会因为个人的得失而迁就或放弃某件事。他的政治观点较为保守，在阿尔伯特·爱因斯坦这样较为开放的同时代人眼里，普朗克显得贵族气十足，也许正因为如此，这个人出于对真理的追求，迈出了令经典物理学感到震撼的一步：提出了量子假说和微观过程突变性理论（物理学界也称为离散理论）。1900年，年仅二十四岁但却广受尊敬的马克斯·普朗克在其“世纪报告”中向科学界阐述了这种能量跨越。

■马克斯·普朗克，1936年。莉泽·迈特纳曾这样评价她的恩师：“普朗克能认真而又富有同情心地观察他周围的人，他看似冷漠的外表实际上是他一丝不苟精神的映衬。对自己的所作所为一言一行，他愿意负完全的责任。”

马克斯·普朗克是如何获得这种假说结果的呢？早在慕尼黑学习期间，普朗克就悉心研究热理论，并以热力学第二定律为题完成了其博士论文。热力学第一定律是直到19世纪中期才描述出来的能量守恒定律，热力学第一和第二定律奠定了众多应用技术（如马达和制冷机械等）的基础，热力学第一定律告诉我们，能量永远不会消失，只是可能从一种能量形式（如动能）转换成另一种能量形式（如热能）。与此同时，许多物理学家则一致认为，所有物质都由不可分的原子组成，所有一切都可以归结为原子的运动，普朗克就是这样一个物理学家。当时，这些物理学家碰到的一个难题是热能向辐射能（或相反）转换的解释，一块铁为什么在加热后会发出红色的光，然后变黄，最后会发出刺眼的白光呢？特别是辐射产生的不同光线与物体的温度之间又有什么相互关系呢？普朗克潜心研究这些问题，因为他的导师基尔霍夫曾预示性地指出，这种相互关联性的意义可能超出相关物质本身，也就是说，这种关联性对所有物质，即使是对本身不反射光线的物质（即所谓的黑色物质）也具有相同的广泛意义。这种普遍的关联性对物理学家来讲一直具有极大的吸引力，因为通过它们可以更深入地了解自然的特性和相互关联。普朗克开始着手研究这个问题时，已有两个定律对这种关联性做出了解释，但这两个定律只对长波红色部分的辐射和超短波紫外线辐射做出了解释，而对于处在这两者中间的其他现象则既无理论论述又无计算公式，马克斯·普朗克大胆地“发明”了一种只要改变波长就可计算出上述两个极端现象的辐射计算公式，这本来只是一个数学上的小招数，但必须通过物理手段来加以论证，因为数学计算公式和物理试验结果是如此惊人的相似。根据当时流行的观点，普朗克认为辐射光的来源是原子，确切地说就是原子的振荡运动。普朗克根据辐射体是无数释放能量的微小的“振荡体”（即振荡的原子）的一种聚合的假说，成功地推导出了他的公式，同时他还发现，这些微小的“振荡体”不像经典物理学所说的那样以任意量辐射，而只能以一定的量（即量子）辐射，量子由射线波长和他在公式中引入的常数h决定。这种能量量子化假说与所有经典物理学概念完全对立，这使普朗克自己都不敢置信，尽管如此，诚实而又大胆的普朗克还是向专家学者公布了他那听起来似乎离奇但却又精准的计算结果。

接二连三的悲剧

马克斯·普朗克的一生经常被悲剧性事件所笼罩。1909年，他失去了第一位夫人，第一次世界大战中失去了一个儿子，1917年和1919年，他的双胞胎女儿相继夭折，与第一位夫人生的最小的儿子因在1944年参与谋杀希特勒未遂而被纳粹分子处以死刑。第二次世界大战临近结束时，普朗克在柏林郊外的住宅毁于炮火，他个人的大部分文稿资料也毁于一旦。

■马克斯·普朗克在柏林洪堡大学（当时称弗里德里希·威廉大学）研究提出了辐射公式，引发了物理学的一场革命。着色照片，1898年

■马克斯·普朗克不但是一位杰出的物理学家，而且也是一位钢琴和管风琴演奏高手，偶尔，爱因斯坦会来为他伴奏小提琴，柏林，1941年

量子理论由此诞生了。普朗克原本希望在计算结束时可以丢掉的“数学拐棍”h因此成为最基本的常数，人们习惯把它称为普朗克常数（h具有“作用”的物理量纲，即能量×时间）。几年以后，爱因斯坦借助普朗克的量子假说理论对光电效应做出了解释；又过了5年，尼尔斯·玻尔利用普朗克的量子跃迁理论提出了原子模型，并对原子光谱线做出了准确的描述；海森伯、薛定谔和德布罗意最终创立了原子宇宙理论，进一步证实了量子理论，推翻了经典物理学中以前占主导地位的观点。普朗克这位普鲁士好人并没有意识到这种新观点的重要性，尽管他自己一直在研究这方面的问题，在这一点上他有点儿像为量子理论作出重大贡献的爱因斯坦，爱因斯坦虽然也一直在从事量子理论的研究，但也没能认识到这一理论的重要性。普朗克在辐射公式发现一年后曾说过：“辐射公式源自绝望的挣扎。”也许他根本就不希望看到这个公式。就像爱因斯坦和其他许多科学家一样，普朗克很晚（1918）才被授予诺贝尔物理学奖，因为当时的诺贝尔奖评审委员会坚持严格遵守诺贝尔奖的规定，优先考虑实用型研究成果，纯理论的研究成果在当时并不受到应有的重视。

■美国诺贝尔物理学奖获得者米利肯访问柏林时，五位诺贝尔奖获得者相聚在马克斯·冯·劳厄的住宅，从左至右：瓦尔特·能斯特，阿尔伯特·爱因斯坦，马克斯·普朗克，罗伯特·米利肯， 马克斯·冯·劳厄，1931年

矛盾的保守主义

马克斯·普朗克政治上倾向于保守，在对待妇女上大学的问题上，他持怀疑态度，可见其保守的一面。但他又于1912年聘用莉泽·迈特纳为他的助手，并因其出众的才华而大力扶持，后来，莉泽·迈特纳发现了核裂变。

■庆祝决定于1948年2月成立马克斯·普朗克学会，参与这一决定的有（从左至右）：英国人伯蒂·肯尼迪·布朗特， 奥托·哈恩（马普学会主席） 美国人卡尔·努德斯特伦和莱斯利·格罗夫斯，恩斯特·特尔修（马普学会秘书长）

马克斯·普朗克在其物理学研究生涯中还从事了许多其他研究，但普朗克辐射公式的光环使他其他的研究成果哑然失色。除了流传至今的辐射公式以外，普朗克作为一名科学研究工作的管理者也留下了值得人们称道的美名。1911年威廉皇家学会（一个公私合作的研究机构）成立时，马克斯·普朗克积极参与了该学会的工作。1930—1937年，普朗克担任该学会的主席，在第三帝国的种种逆流中艰难前行，当时，只要不是为战争服务的科学研究在希特勒眼里都是无用的，马克斯·普朗克据理力争，当面向希特勒指出种族歧视政策对科学研究带来的严重后果。在普朗克的眼里，柏林一直是知识分子的大熔炉，所以第二次世界大战期间他一直坚持待在柏林，第二次世界大战结束后，八十七岁高龄的普朗克临危受命，再次出任威廉皇家学会主席一职，为战后德国科技的复兴作出了重大贡献，威廉皇家学会后来成为举世闻名的马克斯·普朗克学会（简称马普学会）。

马克斯·普朗克

生平与学术生涯

马克斯·普朗克于1858年出生在德国基尔一个富有的知识分子家庭，父亲是法律教授，1867年，普朗克的父亲应召去慕尼黑赴任，全家也就跟着来到了慕尼黑。在慕尼黑，马克斯·普朗克爱上了慕尼黑周围的大山，后来，登山成了他一生的爱好。在慕尼黑专为天才儿童开设的寄宿中学里，普朗克显示出了多方面的才华，他不但有极强的语言能力，而且在自然科学和音乐方面也出类拔萃，普朗克一生都是出色的钢琴和管风琴演奏者。1874年中学毕业后，普朗克一时不知该报考什么专业，最终选择了物理和数学作为大学专业，并于1877年转学到了柏林大学。1879年他在慕尼黑大学获得博士学位，翌年又获得大学授课资格并担任编外大学讲师，这期间他一直与父母住在一起。1885年他被基尔大学任命为理论物理副教授，在基尔大学任教4年。后来他获得了柏林大学的一个教授职位，并于1892年接任导师基尔霍夫的物理学讲席（在这之前，海因里希·赫兹曾拒绝担任此职）。在柏林，普朗克开始辐射公式的研究，并于190 0年第一次公布了辐射公式。这以后他成为许多研究院的成员，1905年至1908年和1915年至1916年，普朗克两度担任德国物理学学会主席，1927年他成为该学会的终身名誉会员，1929年他作为第一位物理学家获得了以他的名字命名的德国物理学学会奖章。1930年至1937年，普朗克担任始建于1911年的威廉皇家学会主席，威廉皇家学会当时是德国一个综合性的科研联合机构。随着越来越多的学会会员投向纳粹的怀抱，学会被强行分化改组，普朗克因此拒绝继续担任学会的领导职务。第二次世界大战的后几年，普朗克住在马德堡附近的吕伽茨，他的住宅被炸毁，第二次世界大战结束后，盟军把他带到哥廷根，在哥廷根他为了科学再度出任威廉皇家学会主席。马克斯·普朗克于1947年10月4日在哥廷根去世，享年八十九岁。

相关知识

马克斯·普朗克学会

马克斯·普朗克学会诞生于1948年2月26日，当时曾引起很大争议，美国人认为他的前身威廉皇家学会是一个国家社会主义组织，所以表示反对，英国人则看到了这个学会所隐藏的巨大潜力，毕竟这个学会的成员差不多每三年就能将一个诺贝尔奖带回德国，所以赞成保留这个汇集德国精英的研究机构，并最终说服了美国人。今天，马克斯·普朗克学会拥有80个研究所，成为德国最大的非大学性质的研究机构，每年的研究经费高达10多亿欧元，研究经费主要来自联邦政府和州政府。

推荐

阅读：

《马克斯·普朗克》， Armin Hermann著，Reinbek 1973

《正直者的困境：作为德国科学发言人的马克斯·普朗克》， J. L.Heilbron著，刘兵译，上海：东方出版中心1998

《普朗克之魂：感觉世界·物理科学世界·实在世界》，赵鑫珊著，文汇出版社1999

视听：

《科学和生命》，马克斯·普朗克，原声录音CD盘

点评

保守的马克斯·普朗克取得了革命性的发现：他发现了真正的量子特性，但自己却一直没能透彻了解这一重大发现。