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一、数尺坟头柏树新 马克斯.普朗克又一次上了热搜，与以往相同的是，这次还是被人拉上去的，这次拉他上去的是开尔文勋爵，勋爵在1900年的新年祝辞中两朵乌云的说法让他成为了争议的话题，与以往不同的是，他这次上的是头条，对于大多数人来说，这可能是梦寐以求的，但对于普朗克来说却有些无奈。 这个时候，他一定想起了玻尔兹曼，想起了那场“唯能论”和“原子论”之争，那是他第一次登上热搜榜，不过那次他不是主角，主角是玻尔兹曼。 那场论战几乎席卷了整个学术界，就连列宁也卷入其中，一方是普朗克最尊重的玻尔兹曼教授，支持原子论，认为世界的本源是原子，一方是马赫的弟子奥斯特瓦尔德，提倡唯能说，认为能量才是唯一的存在，物质只是能量的表现形式，以现在的观点来看，两者都不算错，只是侧重点不同，但当时却争得不可开交。 由于马赫的巨大影响力，几乎所有人都站在了奥斯特瓦尔德一边，列宁倒是反对奥斯特瓦尔德，不过他是从哲学上看，也帮不了玻尔兹曼什么忙，普朗克几乎是唯一支持势单力孤的玻尔兹曼的科学家，但是他并没有卷入这场旋涡之中。 一则因为当时他还不是后来那棵参天的古柏，还仅仅是“小荷才露尖尖角”，人微言轻：二则他不喜欢争论，而是低下头来去研究，随后以原子论为基础他得出了关于黑体辐射的普朗克定律，这是对玻尔兹曼最大的支持，相对于他严谨研究来说，争论确实有点微不足道，玻尔兹曼也是闻之大喜。 这场争论影响巨大，受到伤害最大的却是玻尔兹曼因为争论玻尔兹曼身心俱疲，以至于数年后无奈自杀。  玻尔兹曼的墓碑 面对玻尔兹曼的墓碑，普朗克总结出了普朗克科学定律：一个新的科学真理取得胜利并不是通过让它的反对者们信服并看到真理的光明，而是通过这些反对者们最终死去，熟悉它的新一代成长起来。 这次普朗克又陷入了争论之中，和上次不同的是，这次他处于了风暴的中心，他又会如何做呢？ 另一位大神爱因斯坦迅速闯入战场，把上帝的宠儿牛爵爷拉下神坛，一时间声名鹊起，成为新物理学的开创者，而普朗克则避开争论，毕竟玻尔兹曼亡魂未远，与其争论，不如深思，对于普朗克来说，争论毫无意义，产生不了任何新的思想，只会耗费光阴。 不过这次普朗克选错了方向，他力图修补爵爷已经破碎的世界观，以至于被年轻的星星们抢了风头，和爱神之所以有这么大的差别，还有一个原因是普朗克从来没有想过要成为要成为聚光灯下的万众焦点，他只想做一个安静的美男子。 少年普朗克决定投身物理学之时，他的导师利普·冯·约利教授就曾劝说他不要学习物理，“这门科学中的一切都已经被研究了，只有一些不重要的空白需要被填补”，“我并不期望发现新大陆，只希望理解已经存在的物理学基础，或许能将其加深。”少年普朗克如是答道。 要是用武侠小说中的人物来比喻的话，爱神就是天生的战神萧峰，而普朗克却是如段誉般的贵公子，一个是主动走上命运的战场，一个则是被命运推向了战场。 二、柏树台中推事人 和大多数科学大神不同，普朗克出身世家，可以说是书香门第，曾祖父和祖父都是神学教授，神学在当时可谓是显学，一代天骄牛爵爷就是神学大师，父亲和叔叔是法学教授，叔叔还是德国民法典的创立人之一。 少年普朗克颇有音乐天赋，擅长钢琴、管风琴和大提琴，而且还会作曲，爱神虽然也雅好小提琴，但也只是票友水平，是万不能和贵公子相比的，而且还拥有绝世美颜，即便放在今天，也是当红流量小生，无论从哪方面看，这都是一个完全可以靠脸吃饭的范例，可是他偏要靠才华。  秒杀小鲜肉的普朗克 即便是靠才华，他也没有选择家学渊源的社会科学，而是选择了物理学，即便是选择物理学，他也没有渴望“一举成名天下知”，之前他的回答就说明了一切，可是命运就是如此捉摸不定，偏偏就是他发现了新大陆，和爱因斯坦一起成为了开创物理学的新时代的绝代双骄。 和爱神不同的是，爱神乳莺初啼就撼动了世界，而在普朗克震惊世界前就已经在物理世界里跋涉了许久，为了物理学已经变成了油腻中年。  油腻中年普朗克 普朗克早期的兴趣在热力学，在柏林，普朗克全面了解了热力学，他的博士论文就是《关于热力学第二定律》，而且还推导出了玻尔兹曼常数。 在玻尔兹曼常数提出之前，热力学更象是经验的总结，而不是一门严谨的科学，热力学三大定律也似乎只是说出了一些日常现象，就算是一只猴子也会知道烧红的铁不能用手摸，而这就是热力学第二定律，热能可以从温度高的物体自动传向温度低的物体，熵的提出虽然扩展了人们的世界观，但是也仅仅是从定性上开阔了人们的眼界，只有玻尔兹曼常数的提出，才使热力学可以定量的解释世界，温度第一次获得了严谨的物理学定义，不再是一个直观的测量值，而热量这个错误的概念则被永远赶出了物理学的殿堂。 而这个常数被普朗克命名为玻尔兹曼常数，这有些太难得了。 发现权之争从来就是科学史上一个绕不开的话题，即便在现代，也有抄袭之后死不认账，还借此宣扬的人渣，在那个时候，信息传播手段不发达，出现些争执也属寻常，关键是争端出现后的态度。 有不顾脸面直接开撕的，例如牛顿和莱布尼茨，有君子之风相互谦让的，例如达尔文和华莱士，但是象普朗克这样拱手相让的可谓绝无仅有，只此一家别无分店，对于普朗克来说，这是对前辈的致敬，也是普朗克伟大人格的体现，诚如他当初选择物理学时的回答：我并不期望发现新大陆，只希望理解已经存在的物理学基础，或许能将其加深。 但是命中注定他还是要发现新大陆的，虽然他未必意识到那是新大陆。 三、大厦如倾要梁栋 虽然普朗克依靠热力学起家而且也对热力学做出了巨大贡献，但是他讨厌热力学的每一个统计学观点，在他的心中，物理学就应该象牛顿力学一样简洁或者象麦克斯韦方程一样优美，虽然他推导出的玻尔兹曼常数让热力学第二定律变得简洁了许多，但是还远远不够。 牛顿力学之所以简洁麦克斯韦方程之所以优美，在于他们是在现实世界经验总结前提下，又深入构建了一个理想的物理世界，从完美世界中推导出的简洁优美的公式又反过来解释现实世界，而热力学仅仅是在现实世界总结的基础上发展，并没有构建出完美世界，所以只能以模糊的观点来描述世界，普朗克决定解决这个问题。 他的着手点就是黑体辐射。在现实世界中，任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领，光与热都是一种电磁波，这已经是一种共识。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，所以就被称为热辐射。 为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体。黑体就是物理学家们眼中的完美世界，黑体就是在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体，即吸收比为1的物体。理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射，其光谱特征仅与该黑体的温度有关，与黑体的材质无关。 当时对于黑体辐射的表达式是维恩近似，由威廉.维恩在1896年提出，从名字就可以看出来，维恩也有点心虚，只把他的成果称作了近似，因为维恩近似仅仅适用于高频区。 普朗克将维恩近似加以改良，并将玻尔兹曼熵公式重新解释，在1900年提出了物理学上最简洁也是最伟大的公式之一——普朗克公式。 E=hv，其中，h为普朗克常量，v为频率  普朗克曲线 普朗克公式是经典物理学与现代物理学的分野，第一次表达出来量子的观念，经此一役，物理学才化蛹为蝶，可以翩翩飞舞于宇宙之中。 需要指出的是，普朗克并不是为了解决所谓的“紫外灾变”而提出普朗克公式的，“紫外灾变”指的是上图中中的瑞利—金斯公式不适用于高频区，而普朗克公式的提出早于瑞利—金斯公式。 之所以会产生这种说法，是因为瑞利—金斯公式是由经典统计力学推导出来的，更易于为大家所接受，而普朗克的量子化表达式过于骇人听闻，这也怪不得瑞利和金斯，就是普朗克自己对量子化也有些犹豫不定。 普朗克虽然提出了量子化的电磁波表达式，却没有提出电磁波的量子化概念，量子观念的提出要交给爱神，1905年爱神在解释光电效应时才提出了光量子的概念，而且普朗克也并没有把普朗克常数看做多么重要，认为只是一个普通常数。 不过，普朗克也意识到了普朗克常数对经典物理学的威胁，他曾花数年时间来把常数纳入经典物理学的轨道，可无奈的是徒劳无功，“我的那些试图将普朗克常数归入经典理论的尝试是徒劳的，却花费了我多年的时间和精力。” 不管怎么说，普朗克还是成为了量子论的创始人，虽然过程有些曲折，他的发现就如惊蛰的春雷，提前宣告了春天的来临，而此时大地还是一片萧索，以至于他自己都没有感到春的信息，正是在这一声春雷过后，各种春花才破土萌芽，带来万紫千红的春天。  这就是春天——第五届索尔维会议合影 我们确实期盼出现牛顿爱因斯坦这样的大神，以一己之力推动科学飞速发展，但这样的人物总是可遇不可求，更多的是普朗克这样的默默耕耘，给科学大厦添砖加瓦的人，即便某一天大厦将倾，需要重建的时候，却发现他们依然是大厦的栋梁。 四、拏云柏树瘦蛟立 “学术古柏”是物理学界送给他的尊称，一方面是赞颂他长青的学术生涯，一方面是说他的古朴性格，他也确实如古柏一般为后人遮风避雨。 求学期间，虽然接触了许多大师，不过他对这些大师的讲课方式却颇有微辞，“他（亥姆霍兹）上课前从来不好好准备，讲课时断时续，经常出现计算错误，让学生觉得上课很无聊。”“他（基尔霍夫）讲课仔细，但是单调乏味。”颇有少年钱钟书指点江山的味道，这段学生生涯对普朗克影响颇大，他设帐收徒后，他的学生曾评价说：“不用讲稿，从不犯错误，从不手软，是我所听过的最好的讲师”。他的学生大多成为物理界的中坚，其中就包括两位诺贝尔奖获得者。 籍籍无名的爱神在1905年发表他开创性的论文之后，也是由于普朗克的支持，并凭借他的影响力，使狭义相对论在德国学界迅速得到认可。 普朗克还和能斯特一起组织了著名的索尔维会议，那是科学界最著名的盛会，星星们都争相绽放异彩，至今都是科学史上最传奇的佳话。 学术上成果斐然，教育上桃李满园，上帝待普朗克可谓宽厚，但是上帝夺取他的要远比给予他的更多。 他的两个女儿都死于难产，大儿子死于凡尔登战役，小儿子因参与刺杀希特勒而被害。上帝几乎夺去了他的一切，还有夺走他最后的唯一所有。 他只想做一个安静的美男子，但动荡的欧洲却放不下他一张平静的书桌，一战和二战彻底打碎了他仅存的梦想，虽然他做出了他做大的抗争，但是却于事无补。 二战结束后，普朗克已经垂垂老矣，黄金年华已经因为愚蠢的政治而消散，但“廉颇老矣”，依然“雄心不已”，他不顾年事已高，病骨支离，依旧四处演讲，撒播科学的火种，许是上帝不忍看他如此辛劳，在普朗克参加纪念牛顿诞辰三百周年庆典后的次年就把他召唤了回去。 “不露文章世已惊，未辞翦伐谁能送？ 苦心岂免容蝼蚁，香叶终经宿鸾凤” 诗圣的《古柏行》似乎是专门为普朗克而作。 普朗克的一生也恰如一棵古柏，前半生如柏树抽枝发芽，奋力为人类拓展视野，后半生遍遭雷电轰击而不倒，用他残存的枝叶来护卫幼苗，这是真正的人类的脊梁。 |
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