物理学家普朗克的一生

马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克(1858 ~ 1947)是德国理论物理学家。量子理论的创始人之一。1858年4月23日出生于基尔，在慕尼黑度过了青春。中学时，他热爱劳动。责任心强，聪明勤奋，成绩单上的评语是“虽然我是班里年龄最小的，但头脑非常清晰，逻辑性很强。”做事有条不紊，一丝不苟是他的风格。1874年出生于慕尼黑大学，1878年毕业于慕尼黑大学，次年获得哲学博士学位。1880-1885在慕尼黑大学任教。基尔大学理论物理教授从1885到1888。1888年基尔霍夫去世后，柏林大学任命他为基尔霍夫的接班人，先任副教授，后于1892年任教授。因在1900年将能量量子引入黑体辐射的研究，被授予1918年诺贝尔物理学奖。

普朗克早期的科学研究领域主要是热力学。他从热力学的观点研究物质聚集态的变化，气体和溶液理论。但很快，他得知美国物理学家吉布斯已经做了这项工作。因此，我们把注意力转向了黑体辐射的问题。1893-1896年，韦恩发表了他对黑体辐射的研究成果，提出了一个辐射密度P的分布公式，即维恩公式。这一结果得到了当时实验的证实，但只适用于波长较短、温度较低的情况，而且论证的依据是类比麦克斯韦的分子速率概率分布定律得出的，并不完全令人信服。普朗克从1896开始研究热辐射的能量分布。

普朗克想到了一个特别有意义的问题:为什么理想黑体的光谱像引力一样与物质成分的化学性质无关？这里面是否隐藏着更普遍的规律？他说:“这种所谓的正常能量分布代表了某种绝对的东西。既然在我看来，寻找绝对事物是研究的最高形式，我就致力于解决这个问题。”他创造性地将熵的基本概念引入振子、电磁波能量分布等问题，认为黑体辐射的能量分布是最稳定的分布，即熵值最大的分布。1900年6月，瑞利基于黑体空腔内形成驻波和能量共享的原理，推导出另一个黑体辐射公式。Jenkins对公式中的系数进行了修正，与长波部分的实验，即Rayleigh-Jenkins公式符合得很好。受此启发，普朗克通过插值得到了他的新公式，并于6月1900+10月19在柏林的德国物理学会上提出了“维恩辐射定律的改进”的报告。第二天早上，鲁本斯(H.Rulens，1865 ~ 1922)。普朗克并不满足于“偶然猜到的插值公式”，而是“致力于找出这个方程真正的物理意义”。最后，他接受了玻尔兹曼对熵的统计解释，发现了一个重要的普适公式，S = klnw，它代表了宏观态和微观态的组合，即所有微观态的总组合是一个离散的集合，即必须假设物质辐射的能量E是不连续的，是分批出现的，只能是某个最小能量单位E的整数倍，这可以解释他推导出的绝对黑体辐射的能量分布公式。此外，他首次推导出h是普朗克常数，并首次给出了h和k的值。S仅比现代值高约3.5%。他认为H、光速C和引力常数G是三个重要的普适常数，是定义质量、长度和时间的自然单位系统的基本量。1900 14年2月14他在德国物理学会阅读了《关于正态谱能量分布规律的理论》，并总结了上述理论。这一天成为了量子理论的诞生日。

当时，普朗克没有足够重视能量量子e = hy的作用。随后，他谈到了“这种将基本量子与经典理论调和的徒劳尝试，我延续了很多年(直到1915)”。普朗克提出的辐射系统与辐射场不连续量子交换的概念，打破了经典物理学的框架，掀起了本世纪物理学革命的风暴，从而开辟了一个新时代。

在相对论方面，普朗克也做出了贡献。他是最早理解并支持相对论的物理学家之一。1906年，他推导了相对论动力学方程，得到了电子能量和动量的表达式，从而完成了经典力学的相对论。1906年，他引入了“相对论”这个术语。1907在狭义相对论框架内推广了热力学。

在1887中，他还给出气体和稀溶液中化学平衡定律的一般推导。

从20世纪20年代开始，普朗克成为德国科学界的核心人物，与当时国际知名的物理学家关系密切。1894当选柏林科学院院士。1912 ~ 1938为常任秘书。1918当选为皇家学会会员。1926当选苏联科学院外籍院士。1930-1935，威廉皇帝科学促进会会长。为了表示对普朗克的尊重，在1945之后，该协会更名为马克斯·普朗克科学促进会。

普朗克一生著述颇丰，有《普通热化学导论》(1893)、《热力学讲义》(1897)、《能量守恒原理》(第2版，1908)、《热辐射理论》(1914)、《理论物理导论》。热学理论(1932)、物理学论文与讲座(3卷，1958)、物理学哲学(1959)等。

普朗克一生除了物理，还热爱音乐和爬山。在他80岁和84岁的时候，他还登上了伟大的Venetiago峰，一座3000多米高的山。二战期间，他向受迫害的犹太科学家提供了尽可能多的支持和帮助。

选自:物理教师手册