量子论的鼻祖怀疑量子论

在普朗克 80 寿辰的庆祝会上,人们“赠给”他一颗小行星,即将太阳系中一颗小行星命名为“普朗克行星”。这是为了表彰他在研究黑体辐射时,发现了能量子 E=h? 。而普适常数 h 被命名为普朗克常数。在他死后, 他的墓志铭便是:

h=6.626×10-27 格尔·秒。

普朗克于 1858 年 4 月 23 日出生于德国的基尔。普朗克具有相当出众的音乐才华,他是一名优秀的钢琴演奏者。但同时,他又很喜欢物理。后来,普朗克选择了物理学作为自己终生研究的科学,但音乐仍然是他终生爱好。

1896 年,普朗克开始热辐射的经典性研究。当时维恩已提出黑体辐射的维恩公式,但这一公式只是在短波与实验相符。1900 年,瑞利也发表了一个辐射公式,但却是长波与实验符合。于是普朗克立即尝试在两个公式之间建立一个内插公式。1900 年 10 月 19 日,普朗克以《论维恩辐射定律的改进》为题,在德国物理学会的会议上将自己的新公式公布。他的新公式与实验符合得相当好。

但普朗克的公式完全是硬凑出来的,没有任何理论解释。于是,普朗克决心为自己的公式找到一个合理的解释。经过两个月的反复思考。他发现要想合理的解释这一公式,只有一个办法,那就是要冒天下之大不韪, 提出一假说:物体在发射辐射或吸收辐射时,能量将不再按经典物理规定的那样必须是连续的,能量将是一个不连续的,以一个最小能量单位元 h? 成整数倍跳跃式地变化。h? 就叫做“能量子”。1900 年 12 月 14 日,布朗克宣布了自己的大胆假设。以后,人们就将这一天看成是量子论的诞生日,普朗克也就成了量子论的始祖。

但是,普朗克的辐射理论提出后近十年里,一直很少引起人们的重视。而普朗克本人也深感不安。他曾几度想把他的新理论纳入到经典物理之内。而且他对自己的理论的正确性也是犹豫不定。1909 年,他曾告诫自己和别人:“在将作用量子 h 引入理论时,应当尽可能保守从事;这就是说, 除非业已表明绝对必要,否则不要改变现有理论。”当爱因斯坦提出光量子的时候,首先起来反对的就是他。他认为爱因斯坦“在思辩中有时可能走得太远了”;还说爱因斯坦“在思辩中迷失了方向”。1911 年,他开始对他的量子概念在条件上加以限制,认为只有当黑体在发射能量时才是不连续的。而吸收时,与经典物理一样,能量仍是连续的。他甚至深信,只要再做些努力,就可以抛弃量子概念而仍然得他的公式。1914 年他终于从近代量子论的起点,退回到了经典物理的终点。

1914 年以后,由于玻尔原子说被证实,他才结束长达十四年的观望徘徊状况。但他始终没有能够接受量子力学的观点、理论。

但是,由于他的伟大发现,他获得了 1920 年的诺贝尔物理学奖。量子论的创始人对他来说是无愧的。