科学家 / 物理学

マックス・プランク

マックス・プランク

DE 1858-04-23 ~ 1947-10-04

19世纪末至20世纪德国理论物理学家

提出能量量子假说,成为量子论的创始者

第一个突破经典物理学极限,开启了20世纪物理学新时代

1858年生于德国的理论物理学家。为解决黑体辐射问题引入能量量子概念,成为量子论的创始者。1918年获诺贝尔物理学奖。普朗克常数h作为物理学基本常数构成了所有量子理论的基石。他是第一个突破经典物理学极限的人物。

你能从这位伟人身上学到什么

普朗克的案例为当代商界人士和研究者提供了深刻的教训。首先,"反对者去世后新真理才得以传播"的洞察直接关系到企业和组织的变革管理。引入新商业模式或技术时,与其说服固守旧方法论的人,不如培养认同新思想的人才,有时更为有效。其次,普朗克本人作为保守的物理学家却引入了革命性概念这一悖论,说明创新未必总是来自破坏性性格的持有者。在踏实的积累中可能潜藏着范式转换的种子。此外,黑体辐射这一看似平凡的问题的解决改变了整个物理学的事实,教给我们认真面对基础课题的长期价值。

触动心灵的话语

新的科学真理通常不是通过说服反对者而得以传播的,而是因为反对者逐渐去世,而成长起来的新一代从一开始就熟悉了这一真理。

Eine neue wissenschaftliche Wahrheit pflegt sich nicht in der Weise durchzusetzen, dass ihre Gegner überzeugt werden und sich als belehrt erklären, sondern vielmehr dadurch, dass ihre Gegner allmählich aussterben und dass die heranwachsende Generation von vornherein mit der Wahrheit vertraut gemacht ist.

Wissenschaftliche Selbstbiographie (Scientific Autobiography, 1948)Verified

科学无法解开自然的终极之谜。因为归根结底,我们自身就是我们试图解开的谜团的一部分。

Science cannot solve the ultimate mystery of nature. And that is because, in the last analysis, we ourselves are a part of the mystery that we are trying to solve.

Where Is Science Going? (1932)Verified

实验是科学向自然提出的问题,测量是对自然回答的记录。

An experiment is a question which science poses to Nature, and a measurement is the recording of Nature's answer.

Scientific Autobiography and Other Papers (1949)Verified

生平与成就

马克斯·普朗克是为经典物理学无法解释的黑体辐射问题引入了一个革命性假说的人物,而这一假说成为从根本上改变20世纪物理学的量子论的出发点。他本人是一位保守的物理学者,据说最初并未充分认识到自己假说所带来后果的革命性,但其能量量子概念经由爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔等人的发展,催生了量子力学这一全新的物理学体系。

1858年生于德国基尔,是法学教授之子,在知性且虔诚的家庭中成长。在慕尼黑大学学习物理学时,据说当时的菲利普·冯·约利教授曾忠告他"物理学中几乎没有什么新东西可以发现了"。然而普朗克没有听从这一建议,选择了热力学作为专业领域。在柏林大学聆听了亥姆霍兹和基尔霍夫的讲授,1879年以关于热力学第二定律的博士论文获得学位。

1889年就任柏林大学教授的普朗克,作为基尔霍夫的后任着手黑体辐射的理论研究。黑体辐射是完全吸收所有波长光的理想物体所发出的电磁波频谱,是19世纪末物理学最重要的未解问题之一。维恩定律在短波长区域、瑞利-金斯定律在长波长区域分别与实验数据吻合,但统一解释全波长区域的理论并不存在。

1900年12月14日,普朗克在柏林德国物理学会上发表了能量量子假说。电磁波的能量不是连续的,而只能以与频率成正比的最小单位(量子)的整数倍进行发射和吸收。这一最小单位以E=hv表示,h后来被称为普朗克常数,成为基本常数。这一假说纯粹是作为精确再现黑体辐射频谱的数学手段而引入的,普朗克本人并不确信它代表着物理实在。

普朗克假说带来的连锁效应难以估量。1905年爱因斯坦提出光量子假说解释光电效应,1913年玻尔以量子条件解释氢原子光谱。这些发展是将普朗克的量子概念确立为物理实在的过程,并导向了20世纪20年代量子力学的完成。普朗克于1918年获诺贝尔物理学奖,被正式认可为量子论的创始者。

作为科学家的普朗克具有研究面的革新性与私人生活的保守性这一对照性的两面。他作为威廉皇帝协会(后来的马克斯·普朗克协会)会长,深入参与了德国的科学行政。在纳粹政权下,他虽避免公开反对体制,但也试图保护犹太科学家,被迫应对困难的处境。其子埃尔温因参与1945年暗杀希特勒未遂事件而被处决,他也遭受了这一悲剧。

经历两次世界大战的普朗克在私人生活中也经受了巨大的丧失。但他始终保持对科学的信念,1947年在哥廷根去世。除了量子论创始这一学术遗产外,以他名字命名的马克斯·普朗克协会作为德国最大的基础研究机构至今仍在引领世界科学研究。

专家视角

在科学家范畴中,普朗克是站在经典物理学与量子物理学边界上的转折点式存在。作为热力学专家坚持保守方法论的同时,面对黑体辐射问题不得不引入量子假说的经过,是科学发现往往以非预期方式诞生的典型案例。爱因斯坦的光量子假说和玻尔的原子模型发展了量子概念,而普朗克本人对自己假说的后果始终持谨慎态度。这种谨慎本身体现了从经典物理学向量子物理学过渡的困难。

相关书籍

マックス・プランク的相关书籍 - 在Amazon上搜索