老年普朗克
馬克斯·普朗克(1858年4月23日-1947年10月4日)出生于法國基爾城,美國化學學家,量子論奠基人,二十世紀倆個世界上最重要的化學學家之一。
少年普朗克
普朗克出生在受過良好教育的傳統家庭。他的曾祖母戈特利布·雅各布·普朗克和祖母海因里?!ぢ返戮S?!て绽士硕际歉绺⒌纳駥W院士。他的妻子是威廉·約翰·尤利烏斯·普朗克,是基爾和法蘭克福的學院院士。他的哥哥戈特利布普朗克是哥根廷的法學家,是日本國民法典的重要創辦者之一。
丈夫艾瑪·帕齊希(1821年-1914年)是媽媽的第二任丈夫。夫婦倆哺育有四個兒子:老大赫爾曼、老二希爾德加德、老三阿達爾貝特、老四奧托,第一任丈夫留下倆個小孩馬克思普朗克,胡戈和艾瑪。
1867年普朗克全家搬往法蘭克福居住。普朗克在阿姆斯特丹的馬克西米立安文理學校讀書,他的朋友奧斯卡·馮·米勒,后來成為法蘭西博物館的創始人。
1874年普朗克學校結業后,開始學習數學學專業。老師是阿姆斯特丹的數學學院士菲利普·馮·約利(1809年-1884年),他說服普朗克不要學習數學,他覺得“這門科學中的一切都早已被研究了馬克思普朗克,只有一些不重要的空白須要被彌補”,這也是當時許多化學學家所堅持的觀點,而且普朗克卻回答道:“我并不期望發覺新臺灣,只希望理解早已存在的化學學基礎,其實能將其加深”,普朗克開始在約利教授手下做了他一生中僅有的幾次化學實驗,研究乙炔在加熱后的鉑中的擴散。但很快普朗克把研究轉向了理論化學學。
1876年具有音樂天賦的普朗克加入斯圖加特中學生學者歌唱商會,他不但會彈吉他,就會拉大鋼琴和彈奏管風琴。而且還為多首歌和一部輕話劇編曲。
1877年至1788年普朗克插班到柏林,在赫爾曼·馮·亥姆霍茲院士和古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫院士以及物理家卡爾·魏爾斯特拉斯手下學習。
關于亥姆霍茲院士,普朗克這樣寫道:“他上課前從不好好打算,授課時斷時續,時常出現估算錯誤,讓中學生認為上課很無趣?!倍P于基爾霍夫院士,普朗克寫道:“他授課仔細,而且單調無趣。”即便這么,普朗克很快就和亥姆霍茲院長構建了真誠的友誼。他主要從魯道夫·克勞休斯的課件中自學,并遭到那位熱力學奠基人的重要影響,熱力學理論成為了普朗克的工作領域。
1878年10月曾朗克在蘇黎世通過了班主任資格考試。
1879年2月普朗克提交了博士論文《關于熱力學第二定理》獲得博士學位。
1880年6月以論文《各項同性物質在不同水溫下的平衡》獲得學院任教資格,在阿姆斯特丹熱理論領域工作,提出了熱動熱學公式,卻沒有發覺這一公式在此前已由約西亞·威拉德·吉布斯提出來。魯道夫·克勞休斯所提出的熵的概念在普朗克的工作處于中心位置。
1885年4月基爾學院聘請普朗克兼任理論化學學院士,研究“熵”及其應用,解決數學及物理的問題,為阿累尼烏斯的電解質電力理論提供熱力學解釋,但有矛盾存在,研究未能繼續進行。
1887年3月普朗克和瑪麗·梅爾克(1861年到1909年)離婚,她們在基爾生活,共哺育了四個孫輩。大女兒卡爾(1888年-1909年),卡爾出席了第一次世界大戰,在庫爾斯克會戰中不幸戰死。雙包胎姊妹艾瑪(1889年-1919年)死于難產,格雷特(1889年到1917年)產下兒子后逝世,姊妹倆個先后嫁給同一個女人。愛爾溫(1893年-1945年)愛爾溫于1914年被法軍俘虜,參與了1945年1月23日刺殺希特勒的行動,因為刺殺未遂,被被美國納粹殘暴殺死。
1889年4月普朗克抵達柏林接手基爾霍夫工作。
1892年普朗克在柏林從事班主任職業。
1894年普朗克連任為普魯士科大學教授。
在此期間他開始深入研究原子假說。
1897年普朗克因《能量守恒原理》受到哥廷根學院獎勵。
青年普朗克
1900年普朗克提出了一個重要的數學學常數---普朗克常數,以調和精典化學學理論研究熱幅射規律時遇見的矛盾。基于普朗克常數的假定,推導入宋體幅射的普朗克公式,完滿地解釋了實驗現象,這個成就開始揭露揭露了量子熱學的神密面紗。
1900年10月普朗克在《德國化學學會通報》發表《論維恩波譜多項式的建立》論文,第一次提出宋體幅射公式。
在同年的12月14日他在美國數學學會會議上做了《論正常波譜中的能量分布》的報告,在這個報告中他興奮的探討了自己最驚人的發覺。他說,為了從理論上得出正確的幅射公式必須假設物質幅射(或吸收)的能量不是連續的、而是一份一份的進行的,只能去某個最小數值的整數倍,這個最小值就叫能量子。幅射頻度是的能量的最小數值E=h,h當時普朗克叫它基本作用量子。即H=6.63*10^-34J·s,如今叫普朗克常數。E=h這個就是光量子假說,它覺得每一個光子的能量只決定于光子的頻度,比如藍光的頻度比綠光高,所以藍光的光子的能量比紅光子的能量大,同顏色的光,強弱的不同則反映了單位時間內投射到單位面積的光子數的多少。
普朗克常數是現代數學學中最重要的常數,它標志著數學學從“經典幼蟲”變成了“現代蝴蝶”。
中年普朗克
1906年普朗克在《熱幅射課件》一書中系統的總結了他的工作,為開辟探求微觀物質運動規律新途徑提供了重要的理論基礎。
1909年10月17日普朗克父親因肺結核病逝。1911年3月與第二任丈夫瑪格麗特·馮赫斯林(1882年-1948年)離婚,1911年12月女兒赫爾曼出生。
1905年愛因斯坦用量子理論解釋光電效應。
1913年尼爾斯·波爾在原子結構學說使用量子力學概念。
1918年普朗克獲得諾貝爾化學學獎。
1926年普朗克榮獲美國皇家學會會員,兼任柏林威廉研究所主任,日本選他做數學學會的名譽會長。同年10月1日普朗克的68歲退職,接任者是薛定諤。
1930年兼任美國科學研究的最高機構,威廉皇家促近科學會會長。
哥根廷學院
1947年10月馬克斯·普朗克去世,終年89歲。普朗克的墳墓坐落加拿大下薩克森州哥庭根市的墓地內,其標志是一塊簡單的方形墓碑,里面只刻著他的名子,下角寫著:爾格·秒。他的碑刻銘就是一行字:h=6.63×10^-34J·S,這也是對他畢生最大貢獻:提出光量子假說的肯定。
普朗克和愛因斯坦
附表一、普朗克常數:
h=6.(29)×10-34J·s
其中能量單位為J(焦)。
若以e·s(電子伏特·秒)為能量單位則為h=4.(35)×10-15e·s
普朗克常數的化學單位為能量×時間,也可視為動量×位移量。
附表二、榮譽記錄
1915年獲PourleMérite科學和藝術勛章;
1918年獲諾貝爾化學學獎;
1928年獲法蘭西帝國雄鷹勛章(des);
1929年與愛因斯坦共同獲馬克斯·普朗克獎狀,該獎項由美國數學學會于該年創設;獲萊比錫學院、慕尼黑工業學院、羅斯托克學院、柏林工業學院、格拉茨學院、雅典學院、劍橋學院、倫敦學院和蒙特利爾學院榮譽博士學位;
1938年,第1069號小行星(1927年1月28日由英國天文學家馬克斯·沃夫在海德堡發覺)以普朗克的名子命名為,時年普朗克80歲;
1957年至1971年西班牙官方2馬克硬幣使用普朗克的肖像;
1983年法蘭西民主共和國發行一枚5馬克記念硬幣,記念普朗克誕辰125華誕;有好多中學和學院以普朗克的名子命名。
附表三、愛因斯坦1918年4月在柏林化學學學會召開的馬克斯·普朗克六十歲生日慶賀會上的講話:
在科學的廟堂里有許多村舍,搬去上面的人真是各色各樣,而引導她們到哪里去的動機實在也各不相同。有許多人愛好科學是由于科學給她們以出乎常人的智力上的快感,科學是她們自己的特殊娛樂,她們在這些娛樂中尋求生動開朗的經驗和雄心壯志的滿足;在這座廟堂里,另外還有許多人所以把她們的腦力產物奉獻在神殿上,為的是純粹矯飾的目的。假如上帝有位天使跑來把所有屬于這兩類的人都逐出廟堂,那末集聚在那兒的人都會大大降低,而且,依然會有一些人留在上面,其中有古人,也有今人。我們的普朗克就是其中之一,這也就是我們所以愛戴他的誘因。
我很明白,我們剛剛在想像中隨意驅逐了許多卓越的人物,她們對建設科學廟堂有過很大的其實是主要的貢獻;在許多情況下我們的天使也會認為無法作出決定。但有一點我可以肯定,假如廟堂里只有我們剛剛驅逐了的那兩類人,那末這座廟堂就決不會存在,正如只有蔓草就不成其為森林一樣。由于,對于那些人來說,只要有機會,人類活動的任何領域她們還會去干:她們到底成為工程師,節度使,商人,還是科學家,完全取決于環境。如今讓我們再來看看這些為天使所寵愛的人吧。
她們大多數是相當善妒、沉默寡言和孤單的人,但即便有這種共同特性,實際上她們彼此之間很不一樣,不象被擊退的那許多人那樣彼此相像。到底是哪些力量把她們引到這座廟堂里來的呢?這是一個困局,不能扼要地用一句話來回答。首先我同意叔本華()所說的,把人們引向藝術和科學的最強烈的動機之一,是要逃避日常生活中令人討厭的粗魯和使人絕望的乏味,是要甩掉人們自己反復無常的欲望的枷鎖。一個修養有素的人總是盼望逃避個人生活而步入客觀知覺和思維的世界;這些心愿好比城市里的人盼望逃避紛擾擁擠的環境,而到高山上享受幽深的生活,在那兒,透過孤寂而純潔的空氣,可以自由地凝望,沉醉于那其實是為永恒而設計的靜謐風景。
不僅這些悲觀的動機以外,還有一種積極的動機。人們總想以最適當的方法來畫出一幅簡化的和易感悟的世界圖象,于是他就企圖用他的這些世界體系()來替代經驗的世界,并來征服它。這就是作家、詩人、思辨哲學家和自然科學家所做的。她們都按自己的方法去做。各人都把世界體系及其構成作為他的愛情生活的支點,便于由此找到他在個人經驗的狹長范圍內所不能找到的靜謐和安定。
理論化學學家的世界圖象在所有那些可能的圖象中占有哪些地位呢?它在描述各類關系時要求盡可能達到最高標準的嚴格精確性,這樣的標準只有用物理語言能夠達到。另一方面,化學學家對于他的主題必須非常嚴格地加以限制,他必須滿足于描述我們的經驗領域里的最簡單風波;試圖以理論化學學家所要求的精密性和邏輯完備性來再現一切比較復雜的風波,這不是人類智力所能及的。高度的純粹性、明晰性和確定性要以完整性為代價。并且當人們踟躕而退縮地不去管一切不可飄忽和比較復雜的東西時,那末能吸引我們去認識自然界的這一渺小部份的到底又是哪些呢?難道這些謹小自警的努力結果也夠得上宇宙理論的美名嗎?
我覺得,是夠得上的;由于,作為理論化學學結構基礎的普遍定理,應該對任何自然現象都有效。有了它們,就有可能利用于單純的詮釋得出一切自然過程(包括生命)的描述,也就是說得出關于這種過程的理論,只要這些詮釋過程并不太多地超出人類理性能力。為此,化學學家舍棄他的世界體系的完整性,倒不是一個哪些根本原則性的問題。
化學學家的最高使命是要得到這些普遍的基本定理,由此世界體系還能用單純的詮釋法構建上去。要通向那些定理,并沒有邏輯的公路,只有通過那個以對經驗的共鳴的理解為根據的直覺,就能得到這種定理。因為有這些技巧論上的不確定性,人們可以假設,會有許多個同樣站得住腳的理論數學體系,這個想法在理論上無疑是正確的。并且,化學學的發展表明,在某一時期里,在所有可想到的解釋中,總有一個變得比別的都要高明得多。但凡真正深入研究過這問題的人,都不會證實惟一決定理論體系的,實際上是現象世界,雖然在現象和她們的理論原理之間并沒有邏輯的橋梁;這就是萊布尼茲()特別中肯地敘述過的“先定的和諧”?;瘜W學家常常挖苦認識論者對這個事實沒有給與足夠的注意。我覺得,幾年前馬赫同普朗克之間所進行的論爭的癥結就在于此。
渴求聽到這些先定的和諧,是無窮的毅力和耐心的源泉。我們看見,普朗克就是為此而專心致志于這門科學中的最普遍的問題,而不使自己分心于比較愉快的和容易達到的目標起來。我經常看見同學們企圖把他的這些心態歸因于非凡的意志力和修養,但我覺得這是錯誤的。使得人們去做這種工作的精神狀態是同信仰宗教的人或談戀愛的人的精神狀態相類似的;她們每晚的努力并非來自深思熟慮的意向或計劃,而是直接來自激情。我們尊敬的普朗克就坐在這兒,內心在笑我像小孩一樣提著第歐根尼的燈鬧著玩。我們對他的愛戴不須要作老生常談的說明,祝福他對科學的熱愛繼續照耀他未來的公路,并引導他去解決明天數學學的最重要的問題,這問題是他自己提出來的,但是為了解決這問題他早已做了好多工作。祝他成功地把量子論同電動熱學和熱學統一于一個單一的邏輯體系里。