中外科学家发明家丛书:普郎克 _2-第3章
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程式，只有在一种崭新的观念中才是正确的，即只有当假定在辐射过程中能
量不是以任何数量，而是以已知的不可分的份额——“量子”——非连续地
释放或吸收时才是正确的。
这个最小份额能量的总和，可用相应种类辐射的振荡频率和普朗克引入
科学中的、用著名符号h所表示的通用自然常数来讲算之。他把这个常数称
为“基本作用量子”或“作用单元”。今天，人们通常称这个常数为普朗克
常数。
从理论上论证和推导出辐射公式，占用了他相当多的时间。
1900年2月14日，在位于国会大厦附近的赫尔姆霍茨研究所召开了德
国物理学会会议。在会议上，普朗克报告了他的革命性的发现。他那九页篇
幅的推论很快以《正常光谱中能量分布定律的理论》为题发表在物理学的刊
物上。
普朗克叙述了一种“新的、非常简单的方法”，利用这种方法，“即使
不知道光谱公式甚或某种理论，也可以借助于一个自然常数从数量上计算出
给定能量按正常光谱分别颜色的分布，然后用第二个自然常数计算出给定能
量按这种能量辐射的温度的分布。”
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第一个自然常数是基本作用量子h。另一个自然常数，它也是普朗克首
先计算出来的，并以k表示的自然常数，被公认命名为“玻尔兹曼常数”，
尽管玻尔兹曼本人并未提出过这样的常数，也未给自己提出过论该常数数值
的问题。
如果说作用量子概论还没有建立真正的量子论的话，那么正如普朗克多
次强调的那样，1900年12月14日仍然是奠定了量子论基础的纪念日。
普朗克的量子公式对原子物理学来说也是很重要的。该公式准确地计算
出原子量的绝对值，并确定奥地利物理学家劳施米特于1895年提出的第一个
可靠数值。利用这个数值能计算出克原子中，即相当于原子量的物质中所包
含的原子数目。只有在普朗克的发现之后，才能确实地说：原子具有多大的
“重量”。海森堡写道：“普朗克理论的第一个无可争辩的巨大成就就在于
此。”
基本作用量子的发现和量子论的论证，在一定程度上可以认为是本世纪
初柏林白炽灯工业的理论上的副产品。德国白炽灯工业当时急剧扩大，它需
要精密科学原理来制造具有尽可能高的发光效率的光源。旧的碳丝灯的容量
是有限的，它们不可能同仍然占优势的煤气照明设备进行有效的竞争。只有
根本的改革才能有助于问题的解决。一些实验也属于这一类的工作，这些实
验的结果成了普朗克在自己推理和计算中的出发点。因此，不能不想起弗里
德里希·恩格斯在1894年的一封信中所阐述的思想：“社会方面一旦发生了
技术上的需要，则这种需要就会比数十个大学更能把科学推向前进。”
普朗克在发现了经典物理学中的漏洞后，找到了使自己的发现同经典的
世界概观相一致的可能性。甚至10年以后，他还主张“尽可能保守地”在理
论中利用作用量子，而在迄今现存的理论大厦中只作一些完全必要的改变。
他晚年时在《物理作用量子的历史》这篇著作中承认，他曾连续多年一次一
次地试图“无论怎样要在经典物理学体系中建立作用量子”。
在一段时间内，普朗克试图把自己的辐射理论纳入经典物理学的结构中
去，他的努力没有成功。相反地，过了几年，爱因斯坦和洛伦兹等人明确论
证了能量子概念是不能纳入经典物理学构架之中的一种全新的要素。
从此，就开始出现了20世纪物理学革命的一个广阔战场，那就是全新的
现代微观物理学。
有这样一个传闻：1900年，普朗克和儿子卡尔在绿林中散步，普朗克告
诉儿子：“我完成了一项发现，其重要性可与牛顿的发现相媲美。”
这种传闻的可靠性非常之小，因为它既不合乎普朗克谦虚的性格，也不
合乎当时他自己以及多数物理学家的思想状况。但是，从历史回顾的眼光来
看，这句很可能出于后人附会的“不实之词”，却十分准确地反映了普朗克
这一发现的历史地位！
普朗克自称，他选择物理学作为自己的专业并不是渴望作出什么发现，
而主要是为了求知。然而普朗克毕竟不失为一位伟大的探索者，他的成就绝
不比任何醉心于科学革命的人物的成就逊色。作为一位从热力学入手的研究
者，他本来对原子论并不重视。但是，随着分子运动论日益取得的成果，他
却逐渐改变了态度，而且早在确立自己的辐射理论以前就接受了分子运动
论。当时德国人把这种理论称之为“动力学理论”，认为这是从热力学到动
力学的还原。这种看法恰好和普朗克对普通理论的追求互相合拍。当时他心
中还是有一些矛盾的，因为他不喜欢概率这个概念。但是，当在主张原子论
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的玻尔兹曼和主张实证论的马赫之间发生激烈的争论时，他还是坚决地站在
了玻尔兹曼一边。直到玻尔兹曼自杀后，普朗克仍然在很长的时间内坚持了
反对实证论的斗争。
正是在这样的认识基础上，普朗克建立了自己的辐射理论，成为物理学
史上众多不朽人物之一。当他引用量子的概念时，他本来只是把这个概念当
做敲门砖，门一敲开，砖就会被扔掉的。后来发现扔不掉，这是使他感到很
矛盾、很尴尬的一种处境。
过了几年，他开始隐约地意识到，自己的辐射理论已经在全部物理学中
注入了一种全局性的带有威胁意味的要素。他也曾多次试图把这种要素和经
典的理论基础统一起来，但是一直得不到满意的结果。相反地，量子概念的
自觉应用（玻尔等人），却日新月异地开辟了新的境界。到了1925年和1926
年，当出现了海森堡力学和薛定谔力学时，他曾经希望不久就能看到一种不
违背经典精神的理论物理体系。他宣称，将来的理论将用不着关心观察对象
的干扰，因为物理学从一开始就是把这种复杂性排除在外的。这种态度，和
稍后出现的玻尔互补原理完全相反。
就这样，稳健的、虔诚的、彬彬有礼的普朗克，像是一位站在世纪分界
线上的巨人，很不自觉地亲手揭开了物理学革命的帷幕，立下了伟大的历史
功勋，在这方面，他是幸运的。但是，同样是这位小心翼翼的纯真学者，却
在现实中遭遇了数不清的难以忍受的不幸。
普朗克对待所有的科学问题都有一个原则，即慎重，慎重，再慎重。
在提出热辐射理论后，普朗克在理论的基本出发点方面感到不安，于是
他曾有意把辐射问题暂时搁置一下，来转而研究别的问题。最著名的便是对
爱因斯坦相对论的研究和提倡。
1905年，爱因斯坦发表了著名的狭义相对论。这种理论很快引起了普朗
克的密切论意。他及时地向物理学界介绍了这种理论，并改正了爱因斯坦原
作中的一处笔误。1906年，有人提出自己的实验结果似乎否定了相对论的结
论，而普朗克则在一次学术会议上指出，那种实验的精确度还不足以判别新
旧理论的孰是孰非。后来，他还用更新的数据进行了计算，得出结论认为，
相对论正确的可能性比较大。另外，他也在把相对论从电动力学推广到力学
方面做了工作。
狭义相对论所得出的关于距离收缩和时间延长之类的结论，并没有引起
普朗克的不安。他倒是为此而感到欣慰。他评论说：“只有当人们诉诸自己
的 ‘感觉’时，这些结论才是难以接受的，但是物理学家们却能够超越空间
和时间之类的根深蒂固的直觉印象，而正是这种能力就使人类可以希望建立
一种地球人和火星人都能够接受的真正普遍的物理学。”他还指出，许多电
动力学理论都要用到某种电子的模型，而爱因斯坦理论则相反，这就给那些
惶惶不安的电动力学家们带来了解脱。
爱因斯坦本人和别人都承认，普朗克的大力介绍和推荐成了一个重要因
素，使得狭义相对论很快地得到了承认，使得爱因斯坦的贡献在德国得到了
认可。因此有人说，普朗克“发现了”爱因斯坦，是他除热辐射理论以外对
物理学的第二个重大贡献。
七、迟到的荣誉
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每当一个人为社会，乃至为全人类作出贡献时，就应该得到肯定和赞扬。
荣誉是历史给予伟人的地位。
然而对于普朗克来说，所有的荣誉都是迟到的。这位早在1900年创立量
子论的科学家，却一直等到18年后，才获得姗姗来迟的诺贝尔物理学奖。
我们不妨把普朗克一生的荣誉作一个简单的统计：
1894年，根据赫尔姆霍茨和孔特的建议，普朗克被选为普鲁士科学院物
理数学部正式的学部委员。普朗克36岁。在无记名投票时，投入票箱的是
14个白球和6个黑球。
1912年，普朗克54岁时被选为普鲁士科学院4名常务秘书之一。
1919年，普朗克获得迟到的1918年度诺贝尔物理学奖，时年61岁。
1926年，被选为伦敦皇家学会外国会员，并获得该会的科普莱奖。
同年，美国物理学会聘他为名誉会员。
1928年，当他70大寿时，德国总统兴登堡赠给他一块德国银鹰盾牌。
1930年，普朗克被任命为德皇威廉大帝科学研究会会长。并于1937年
去职。这是德国当时最高的学术职位之一。而普朗克已经72岁，退休也已4
年。
1946年再次当选为德皇威廉大帝科学研究会会长。
1947年，德皇威廉大帝科学研究会为了尊敬他，经他同意后，改名为“马
克斯·普朗克协会”。
几乎是屈指可数的荣誉，而获得者是一位伟大的科学家。阿尔伯特·爱
因斯坦曾这样评价普朗克的成就：这一发现成为20世纪物理学研究的基础，
从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现，那就不可
能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用的理论。
其实，早在基尔大学任教的时候，普朗克就对自己研究的科学发生过怀
疑——为什么总有人轻视我的研究呢？
这令我们想起普朗克的博士论文，它曾经遭受导师、同行的冷遇。后来，
普朗克又得到几次机会，在物理学会会议上宣读自己的关于热力学问题的报
告。这些报告没有获得成功。当宣布讨论的时候，谁也没有要求发言。只有
主席、柏林生理学家艾米尔·杜布瓦·雷蒙就普朗克所阐述的理论讲了几点
批评性的意见。艾米尔·杜布瓦·雷蒙是物理学会的奠基人，在其他会员中
受到高度尊敬。
“基本上是对我那热烈的想象浇了一瓢冷水，”普朗克在自己的回忆录
里写道，“我步行回家，抑郁寡欢，但很快就找到了安慰，因为我想：一种
好的理论即使没有巧妙的宣传也将会得到承认的。当然，在这种情况下，结
果也正是这样。”
若不是普朗克天生开朗，我们很难想象遭受如此的挫折之后，他依然初
衷不改，顽强地跋涉在探索的荆棘路上。
1891年，普朗克在哈勒自然科学家代表会议上，作了题为《热学最新发
展的一般问题》的报告，这个报告证明：他在柏林的最初几年是如何顽强地
从事于热学问题的研究。
历史不会忘记那些作出过卓越贡献的人，也不会忘记普朗克的成就。1958
年4月科学界庆祝了他诞生一百周年纪念日。在德国聚集起来纪念这位科学
家的人士中，有他生前的学生，马克斯·冯·劳厄、利斯·迈内特、詹姆斯·弗
朗克、古斯塔夫·赫兹、威廉·维斯特伐尔；还有知名的自然科学家，他们
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曾同普朗克个人有过亲密的交往或是继承了他的事业，其中包括奥托·哈恩
和维纳尔·海森堡。在会上，海森堡向国际听众第一次阐述了他的基本粒子
理论，论证了他的“世界闻名的猜测公式”。因此，科学界的这个庆祝会值
得永志不忘。
在普朗克诞生一百周年之际，德国科学院和德意志民主共和国物理学会
收到苏联科学院发来的祝词。祝词中提到了普朗克 1925年对苏联的那次访
问。祝词中写道：“马克斯·普朗克——苏联科学院的名誉院士——曾是苏
联科学界的朋友。他对我国的访问扩大了普朗克在苏联的私人朋友的范围，
促进了德国科学家和我国科学家友谊与合作的传统，这种传统是由莱布尼
兹、欧勒、罗蒙诺索夫奠定的并在两个多世纪中延续下来并得到了发展。”
普朗克的科学活动决定性地促进了理论物理学的发展。他的发现奠定了
自然科学中综合发展的开端，首先是把原子物理学同化学牢固地结合起来
了；他的发现也对技术产生了深刻的和卓有成效的影响。
普朗克的理论—认识论的研究，捍卫了“实在论”，然就实质而言是唯
物主义的自然观。这种自然观在许多方面是同辩证唯物主义密切相连的。如
果说这位著名的物理学家在哲学争论中并非一贯正确的话，那么他那些涉及
世界观的、讨论性的讲话，对反对我们时代的物理学中和自然科学哲学中的
主观唯心主义而进行的斗争，仍然是作出了重大贡献的。
有这样一些科学家，他们提出了种种天才的设想和有过许多伟大的发
现。阿尔伯特·爱因斯坦和大卫·希尔伯特就属于这一类科学家。马克斯·普
朗克一生中从事研究工作的岁月是很长的，但他完成划时代意义的发现只有
一项，这就是基本作用量子的发现。不过，他的其它许多著作也是对科学的
宝贵贡献。基本作用量子的发现，对整个自然科学具有重大的价值，产生了
重要的影响，因而他的名字同科学史上一些最伟大的名字并列在一起。马克
斯·冯·劳厄说道：“只要自然科学存在，它就永远不会让马克斯·普朗克
的名字被遗忘。我们感到自豪的是，他是德国人。”
八、从头开始，捍卫真理和正义
普朗克生活在多灾多难、动荡不安的战乱年代，他经历过两次世界大战，
身受战争折磨之苦。
第一次世界大战，对领导着德国首屈一指的大学的普朗克来说，是一次
严峻的考验。利斯·迈内特中肯地指出：普朗克在实际政策问题上是没有经
验的，而从“可贵的、天真烂漫的”立场去行动，在他的行动的动机昭然于
世的时候，在他看到了大资产阶级夺权的时候，他感到彷徨不安。所以，他
的政�
