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普朗克首創「量子論」

普朗克首創「量子論」

1900年,德國柏林大學教授普朗克首先提出了「量子論」。 1906年12月14日,普朗克在柏林的物理學會上發表了題為《論正常光譜的能量分布定律的理論》的論文,提出了著名的普朗克公式,這一天被普遍地認為是量子物理學誕生的日子。馬克斯·普朗克(1858年-1947)在1900年首先形成了他的量子論。這一理論如同5年後愛因斯坦發表的相對論一樣,對物理學產生了深遠的影響。普朗克:不情願的革命者普朗克,1858年出生於德國。他終生從事熱力學研究,最大科研成果是提出了量子假說。普朗克很早就投入了對黑體輻射的探索,在用經典物理理論無論如何都解釋不了探索結果的情況下,他對經典物理理論進行了否定,提出嶄新的量子假說新概念,並據之得出了公式,把輻射能量與輻射光譜統一了起來,解決了黑體輻射問題。普朗克的量子假說認為,輻射是由一分分的能量組成的。就象物質是由一個個原子組成的一樣。輻射中的一份能量即是一個量子。量子的能量大小取決於輻射的波長,波長越短,能量越大;波長越長,能量越小。換句話說,就是量子的能量與波長成反比,與頻率成正比。所謂量子,來自拉丁文「分立的部分」或「數量」一詞。光正是一個個量子的連續發射,但由於人的眼睛有視覺暫留現象,所以看不到一個個分離的量子,而看到的是一道道光線。從而,為新物理學的產生奠定了第一塊基石。量子假說是物理學進入新的發展階段的標誌,它在經典物理學的宏大體系中打開了第一個缺口,為現代物理學基本理論的建立奠定了新的基礎。因此,光量子的提出本身是一個革命性的行動,從這個意義上講,普朗克無疑是量子力學發展史上第一個革命者。但是,受過嚴格經典物理學訓練的普朗克,看到自己為形勢所迫,不得不提出的量子假說造成的對經典物理學理論的「破壞」,心中有說不出的難過,從而限制了他進一步超越經典物理學論的界限,建立起嶄新的物理學理論的研究。相反,他對經典物理學理論極其深厚的思想感情,使他開始了試圖取消量子假說,或者使量子假說納入經典物理理論的奮鬥。普朗克的這一奮鬥造成了必然的失敗。他從1901~1914年的15年間,兩次修改了原來的理論,企圖使之納入經典物理學理論。1911年,他提出第二個理論,對量子假說作了部分修改,即認為它只在發射時是不連續的,而吸收時卻仍然是連續的。1914年,他又提出了第三個理論,不管是發射或是吸收,一律都是連續的,全面修改了量子假說,但這一理論在1915年終因未得到人們的支持而被放棄。在這15年中,普朗克在量子理論的知識寶庫中,再也沒有加進任何值得稱道的東西。

普朗克在晚年終於看到了自己的徒勞,他不得不承認「為了設法使基本作用量子適合於古典理論,我徒勞地進行了許多年的工作,耗費了很大精力,結果是枉費心血。現在我認識到,基本作用量子在物理學理論中所起的作用,比我受到的懷疑要重要得多。」普朗克儘管是新理論的開拓者,但他在剛剛提出量子假說後便又縮了回去,沒有能夠在這一假說的基礎上,建立起嶄新的微觀物理學理論量子力學的大廈,把已經得到的東西失掉了。就在普朗克修正他的量子假說之時,德國物理學家愛因斯坦大膽革命,繼續為量子理論的發展開拓道路,不僅證實了量子的存在,並在普朗克量子假說基礎上,為建起量子力學大廈做出了進一步的努力。普朗克是一位老派的學者。他為人正直高尚、奉公守法、謙虛謹慎,從來不願意炫耀自己。他自稱沒有特殊的天才,不能同時處理許多不同的問題。在學術工作中,他主張儘可能地謹慎,不到萬不得已不願意打破傳統的「框框」。他把自己的量子假說稱為「孤注一擲」的辦法。就是說,只是在實驗事實的逼迫下,他才終於「上了梁山」。因此,人們常說他是一個「不情願的革命者」。
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