一代宗師 普朗克

作者: jfsu (水精靈) 看板: Gossiping
標題: Re: [問卦] 有沒有一代宗師 普朗克 的八卦?
時間: Mon Oct 14 17:30:18 2013

※ 引述《conference (LastManStanding)》之銘言：
: 普朗克偉大的貢獻
: 在於提出有別於傳統古典力學的概念
: 發現能量的不連續性與量子
: 開啟量子力學的大門
: 而後才有薛丁格的波方程式和海森堡的矩陣力學等等
: 但早在普朗克之前
: 密立根透過油滴實驗 就證明了油滴帶電的不連續性
: 密立根發現所有油滴的總電荷值皆為同一數字的倍數
: 普朗克會不會是抄襲這個概念
: 才提出所謂量子假設而破解黑體輻射的呢?
: 有沒有其實密立根才是量子先驅的八卦?

先說明，密立根跟量子是沒有相關的，這點，之後再詳敘。
底下是普朗克的兩三事。

普朗克(Planck, Max Karl Ernst Ludwig，1858.4.27一1947.10.3)，德國物理學家。
他於1900年導出了能量量子和頻率之間的著名關係式 ，引入了以他的名字命名的
普朗克常數h，從而指出了輻射能量的量子性，打破了經典物理學的框架，開創了物理學
的新時代，成為近代物理學的奠基者。

1858年4月27日，他出生於德國基爾的一個知識份子家庭。父親是法學專家，擔任基爾
大學教授，有優越的社會地位。普朗克從小就表現出數學天才，同時也愛好音樂。

一天，一位父親的友人來家中作客，他聽到愉☆悅的音樂聲自樓上傳來。

「一曲肝腸斷，天涯何處覓知音。」這位友人是一名音樂家，一聽到音樂聲，眼神馬上亮
了起來，「是誰在彈琴？」

「我的兒子！一位拋棄數學而整日彈琴、不務正業的年輕人！」老普朗克無奈地回答。

「我想見見他！」音樂家要求道

小普朗克在父親的吆喝下出來，但他的情緒似乎仍沉醉於音樂的旋律之中。

「年輕人，聽你父親說，你的數學成績不錯，但想成為音樂家？」

小普朗克點點頭。

「請把你的手指給我看看…」

出於禮貌，小普朗克便伸出手。

音樂家很快地抓住起小普朗克的手看著，還量了下他手指的長度

「我看你骨骼精奇，眼裡有靈光，頭頂朝天穴，是萬中無一的…」音樂家用著奇妙的

笑容問道：「要是你給自己的音樂與數學打分數，你認為誰高誰低？」

「相等！」小普朗克不假思索地喊道

此時，音樂家站了起來說，「我勸你丟掉音樂，因為你的手指將使你彈琴有局限性。

提高你的數學成績或許是一個比較好的決定！」

「彈個琴也錯了嗎？想決鬥嗎！抽牌吧！」小普朗克充滿恨意地挑釁道。

「年輕人終究是年輕人，沉不住氣啊！」

話雖如此，嗨那個模門特，小普朗克的心中卻是充滿淡淡的哀傷。

不久，在他冷靜思考與父親的勸說下，終於放棄音樂，選擇數學，走上研究自然科學
的路。

1874年，普朗克進入慕尼黑大學學習物理和數學。三年後，為了完成學業，他去了柏林
大學，在名師荷姆霍茲(Hermann von Helmholtz)和克希荷夫(Gustav Robert Kirchhoff)
指導下學習，並以熱力學第二定律作為自己博士論文的題目。當普朗克這位21歲的博士
候選人在進行論文答辯時，他怎麼也沒想到，著名的化學家阿道夫 馮 拜耳(Adolf Von
Baeyer，1835—1917)對他竟是非常輕篾的態度。

拜耳是一位充滿經驗主義情緒的化學家，他認為非實驗數據以外的東西通通可以丟掉，
因此，他認為理論物理是完全空洞的科學，是投機取巧的東西。

「垃圾！」拜耳冷眼地說，「理論物理學可以全丟了！」

「為何您要這樣說呢？理論物理學是一個可以作出貢獻的領域。」普朗克忍耐地回答道

「理論物理學不是廢文的話，那什麼才是廢文？你認為實驗證明以外的數據還包含真理嗎
？」

「您如果認為您的實驗已經窮盡世界的話，是可以這樣說的。」

雖然普朗克的回答堵上了拜耳的嘴，也取得了博士學位，但他的論文並沒有受到應有的
重視。

1885年，在慕尼黑大學擔任助教五年的普朗克終於有了出頭之日，他被委任為基爾大學
理論物理學的副教授。在這裡，他曾獲得哥廷根大學哲學系關於能量本質論文徵文的二
等獎，並把一些已發表的論文匯集起來，出版了《論熵增加原理》一書。

1889年克希荷夫去世後，普朗克應邀到柏林大學接替他的職位，擔任新設立的理論
物理學的科學講座，講授理論物理。1896年，普朗克開始研究克希荷夫首先提出的
黑體幅射(Blackbody emission)問題。**

底下為其介紹，不喜歡者可略去。

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

**註:
黑體是一種理想的物質，它能百分百吸收射在它上面的輻射而沒有任何反射，使它顯示成
一個完全的黑體。在某一特定溫度下，黑體輻射出它的最大能量，稱為黑體輻射；一定溫
度下黑體輻射包括各種波長的一定能量。因此，標準黑體的輻射曲線是一定的。

19世紀的物理學家要解析黑體輻射曲線，但幾乎都失敗了。
(維恩(Wein)和瑞利(Rayleigh-Jeans)兩人都曾試圖求出說明黑體輻射實際是怎樣分布的
方程，但維恩的位移公式只適用於高頻而不適用於低頻，而瑞利的公式則只適用於低頻而
不適用於高頻。)

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

普朗克決定用熱動力學方法進行研究。他深信，要探求的公式應該能夠極簡便地表示
出輻射能與溫度和頻率之間的關係。經過不懈的努力，普朗克獲得了成功。

1900年10月19日，在物理協會年會上普朗克做了一個報告，以討論提綱的形式提出他
所得出的輻射公式。這個報告後來發表在《德國物理協會通報》上，題目是《對維恩
輻射定律的一點修正》。普朗克在為其公式尋找理論論證中，發展了波茲曼關於熵和
輻射相聯繫的思想，得出了一個出人意外的結論：能量不是無限可分的，如同物質一樣，
能量是以「粒子」的形式存在的。在輻射過程中，能量不是連續的，而是以一束不可
再分的「粒子」的形式被釋放或吸收的。普朗克把這些「粒子」稱為「量子」，
而量子的能量只與頻率有關。

1900年12月14日，普朗克在德國物理年會上做了一個具有歷史意義的報告，題目為《
正常光譜輻射能的分布理論》，報告中提出了E=hν這一公式。它準確描述整個頻率域上
輻射的分布，說明了能量量子的大小與其頻率成正比(其比值是個常數，用h表示。
一開始普朗克把它稱為「作用量子」，現在稱為「普朗克常數」，是人們公認的宇宙
基本基本常數之一。)並且只能以量子的形式被輻射和吸收。

這一天成了量子物理的誕生日。(普朗克因此獲得了1918年的諾貝爾物理學獎。)

普朗克的量子理論成為物理學的一個分水嶺，人們把1900年以前的物理學稱為古典物理學
，而把1900年以後的物理學稱為近代物理學。

由於普朗克的理論太具有革命性，以致於不能馬上被物理學家們所接受。實際上，連
普朗克本人對它也並非全信。他把自己革命性思想的意義侷限在狹窄的輻射領域內，終於
未能接受現代量子力學。愛因斯坦是最早承認並發展了普朗克的這一理論。1905年，愛因
斯坦首次將量子理論應用於19世紀物理學所不能解釋的觀察現象─赫茲最先注意到的光電
效應。

普朗克個性嚴謹，對人和善、真誠，終生保持著對音樂和登山的愛好，曾經常和愛因
斯坦一起演奏室內音樂，並征服過阿爾卑斯山等許多難以攀登的高峰。

他的一生頑強地經受了許多不幸。大兒子1916年死於凡爾登戰場；因難產死去兩個雙胞胎
女兒；二兒子被指控參與謀殺希特勒，在1945年被處決；他在柏林的房子在一次空襲中被
炸，豐富的藏書和珍貴的手稿全部被毀，而自己在混亂中逃難時被美國人救出…。普朗克
並沒有被苦痛擊倒，他生命最後的日子裡，積極參加了戰後德國科學事業的恢復工作。

1947年10月3日，普朗克─這位偉大的科學家逝世，享年89歲。他被安葬在哥廷根市的公
墓內，其墓碑是一塊簡單的矩形石塊，上面只寫著他的名字，下角寫著

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參考書籍
1.      科學五千年(六)
2.      物理之書
3.      Wiki pedia
4.      吳健志 普朗克和量子理論

5.      觀落陰


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