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第五十九回:晴空里飘来一朵乌云,死水上吹起一阵清风(2/3)

霍夫当作错误观点放在一边,后来他又在物理学会宣读,但全场除一人发言外,其余的人毫无反应,而这一人还是表示反对。关于这件事,他在自己的回忆录里写道:“这是对我那热烈的想像浇了一瓢冷水,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。

”普朗克环顾周围无一知音,真是愁闷之极。柏林西郊的格吕内瓦尔德有一片30多平方公里的松林,里面湖泊星罗棋布,煞是安静。普朗克便带上十几岁的儿子到这里散心。儿子当然更不懂他这高深的理论,但是他还是滔滔不绝地说着自己的想法,并扯下一根松枝,狠狠地一折两截,大声说道:“我现在发现的那个东西,要么荒诞无稽,要么也许是牛顿以来物理学上最伟大的发现之一。

”但是,除了微风摇动树叶掠过湖面之外,松林间再无一点声音。那些粗大的松树矗立着,俯视着这个奇怪的不速之客。普朗克腿一软,颓然靠在树根,呆呆地看看湖面上由近而远的一层层的波纹。正是:不到清明不下雨,不遇春风不吐芽,时机未到且等待,有苞必定会有花。

这机会终于叫他等到啦。1900年10月19日,柏林物理学会又在举行讨论会。物理学家库尔鲍姆在会上报告了他最近的实验,数据表明虽克服了“紫外灾变”,但仍与维恩公式不符,又是那道不可逾越的难题。谁知这时普朗克恰巧在座,他前几天就知道了这个实验,这种尴尬局面本是意料之中的事。

这真是天赐良机,普朗克立即上前在黑板上写出一个自己推出的公式。这个式子无论对长波、短波、高温、低温都惊人地适用,瑞利-金斯公式和维恩公式被和谐地统一到一起。于是满座大惊,虽然还没有一个人能完全弄清楚这个新公式,但是在事实面前却再无人能提出反对意见。

会后普朗克的一篇只有三页的短文在物理学会通报上发表了,它成了物理学史上的一块里程碑。物理学会再也不能轻视普朗克的挑战了,两个月后,1900年12月14日他们在国会大厦附近的赫尔霍姆茨研究所召开会议,特请普朗克介绍这项新发现。

请读者记住这个日子,这天便是量子论的诞生日,它奠定了45年后原子武器的原理。普朗克早就如骨鲠在喉,今天终于能说他个痛快淋漓:“一言以蔽之,我做的这件事,可以简单地看作是孤注一掷。我生性平和,不愿进行任何吉凶末卜的冒险。

但是我经过六年的艰苦摸索,终于明白,经典物理学对这个黑体辐射问题是丝毫没有办法的。旧的理论既然无能为力,那么就一定要寻找一个新的解释,不管代价多高也一定要把它找到。除了热力学的两条定律必须维持外,至于别的,我准备牺牲我以前对物理所抱的任何一个信念。

问题往往是这样,到实在不能解决时,抛弃旧框子,引入新概念,就立即迎刃而解了。”普朗克引入了一个什么新概念呢?就是说辐射的能量不是连续的,如管子里流的水那样,而是成一小份一小份的,像机关枪里不断射出的子弹。

这一份一份就取名为“量子”,量子在拉丁文里是“分立的部分”或“数量”的意思。把一个整体的连续的能量换个角度看作是无数量子的集合,问题就好解决了。这样还不好懂,我们举一个相似的例子,这本书中曾写到祖冲之求圆周率的故事。

圆,这个光溜溜的家伙真不好下手,但是祖冲之偏不把它看成是连续的、完整的圆,而认为是一个圆内接的无限多的正多边形,边越多,就越趋近于圆,而那个圆周率也越求越精,但总求不完:π=3.1415926535897932384626...普朗克现在把能量分成许多能量子,这些能量子相加就趋近于它的总能量。

能量子又与它的频率有关,他得出这样一个公式:能量子=h×频率。h后来被称作普朗克常量,是:0.0000000000000000000000000066……(KID注:这个是克•秒•厘米制的,单位是克•平方厘米/秒,在现在的标准单位制里是6.6×10-34,单位是千克•平方米/秒,也就是焦•秒)这真是小到极点,它表示我们把每一块物质看成一些跳动的粒子时,这个跳动是多么微弱。

但是不要忘了,就是这么个小数字却决定着原子弹那威力无比的爆炸。但是,普朗克这个新理论实在是太革命了。物理学会虽然请他作了报告,可是还没有一人相信这个新观念,连普朗克本人也觉得最好能把新旧理论统一起来。

他虽然勇敢地提出了新观念,但就如儿子对一个专横守旧的父亲,忍无可忍而猛击了反抗的一掌,而这一掌刚打过,他就立即受到一种伦理上的自责。在后来一段时间普朗克总在寻找更好的办法把新观念纳入旧理论。就像牛顿后来用科学来证明上帝一样,一个新理论诞生之初经常会表现得惴惴不安,未敢立即脱离它的母体。

但是,正当普朗克孤立无援而且自己也有四年时间裹足不前时,瑞士专利局的一个小职员发表了一个重大的声明,带着增援部队杀上阵来。这个人就是当时还未出名的爱因斯坦。他提出一个光电效应理论,比普胡克还要大胆。普朗克说物质是一份一份地吸收或放出能量,爱因斯坦说还不止于此,每个能量子在脱出物质之后必定以某种方式表现为像一个粒子,一个光粒子,即我们现在说的光子。

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