
我國學者趙鑫珊先生曾經到德國哥廷根市的公墓拜謁過德國物理學家普朗克(1858-1947)的墓地,結果讓他大失所望。他后來在他寫的《大自然神廟》一書里寫道:“2004年初秋,我頭一回造訪德國哥廷根城市公墓的普朗克墳。很遺憾,墓碑沒有把普朗克常數刻上。在那里,我足足站了一刻鐘。我多么想看到碑石上有這個神奇的符號
當代人類文明大廈不能沒有這個常數作為支撐。
普朗克的墓地給人一種孤獨而蒼涼的感覺,與普朗克生前偉大的貢獻和崇高的地位相比,似乎很不相稱。一般在科學家墓地的墓碑上大都刻有一些符號、圖形,表明墓主一生最偉大的貢獻:而普朗克所發現的普朗克常數h,是他一生最重大的發現。趙鑫珊先生說:“今天,一切夠格的東、西方哲學家最好都去普朗克墓前站一站,或當他們打開量子物理學教科書的時候,務必都要久久思索一下普朗克常數h的哲學意義。”但是在普朗克的墓碑上,除了MaxPlanck(馬克斯·普朗克)幾個字還依稀可辨以外,就什么也沒有了。
普朗克于1858年4月23日誕生在德國最北端的基爾市。1892年,34歲的普朗克被柏林大學聘為教授,這是當時德國科學家最盼望得到,卻又最不容易爭取到的一個高級職位。到了柏林大學以后,普朗克開始研究與煤塊燃燒性能有關的物理學問題。
在19世紀末和20世紀初,由于煉鋼工業和電力照明工業的迅速發展,人們急切需要了解煤的燃燒性能,以便讓煤在燃燒時發出更多的熱量,提高生產效率。但在研究中,卻出現了一個大的麻煩
科學家想了解的是,比如說一塊黑色的煤,在加熱讓它燃燒時它怎樣吸收熱,而當它自己燃燒時又如何放出熱的?按照經典物理理論,煤在吸收和放出熱量時,應該是一個連續的過程,就好比用水管子給水箱注水一樣,水連續不斷地注入水箱;當水箱放水時,水又連續不斷地向外流。物理學家把這種連續不斷的過程提升成一個原理,叫“連續性原理”。這就是說,在經典物理學中,所有事件發生時都應該遵守連續性原理,所有過程都應該連續不斷地發生,不能跳躍式進行。“自然界無跳躍”,這是經典物理學的一塊基石,也是社會科學的基本基石。例如我們前面講到的經濟學家馬歇爾,也是以“自然界無跳躍”作為他研究經濟學的基本出發點,在他的《經濟學原理》中有這么一句題詞:“自然界是不作跳躍的。”
如果根據能量連續性原理來研究煤的吸熱放熱問題,普朗克和許多著名物理學家發現:理論上得出的公式與實驗觀測得到的結果完全不相符合。雖然有好幾位世界著名物理學家提出補救的辦法,但都于事無補。我們知道,一個科學理論能不能被大家承認,最關鍵的是理論要與實驗結果一致才行。否則,大家是不會承認這種理論的。現在普朗克面對的正是這樣一個矛盾:理論與實驗不一致。要么是實驗有問題,要么是理論有問題。實驗已經做了很多很多,已經沒有什么可以懷疑的了;那么剩下的就只能是理論有問題了。普朗克在仔細思考以后,認識到只能從修改理論入手,別的路肯定走不通。要修改原來已經被大家承認的理論,如像愛因斯坦那樣修改時間和長度的基本觀念,那是要很大的膽量才行的。可是普朗克這時已經44歲了,而且他行事保守、謹慎,從來不愿干冒險的事情。但這一次他發現,為了使理論真正符合實驗,他只能鋌而走險了!
1900年12月24日—正好是圣誕節前一天,普朗克終于下定決心,否定了經典物理學中的能量“連續性原理”,提出能量并不像水那樣是連續不斷的,而是一包一包地讓煤塊吸收和發射,最小的一包能量是固定不變的。這最小的、不能再分割的能量單元,普朗克稱它為“能量子”;而且這能量子的大小,由一個常數h來決定。以后,人們把普朗克提出的這個“能量子”理論就稱為“量子論”,他發現的常數h就叫做“普朗克常數”。量子論后來進一步發展為量子力學,與愛因斯坦的相對論一起成為20世紀兩個最偉大的理論。由于量子論的成功,1918年,普朗克被授予諾貝爾物理學獎。
普朗克的一生本來應該是非常美滿幸福的,但德國挑起的兩次世界大戰卻給他帶來了巨大的不幸,使他一生飽受兒女先他而去的痛苦和折磨。第一次世界大戰他的大兒子卡爾在戰場上犧牲;他的一對孿生女兒格蕾特和愛瑪都在分娩時因為戰爭期間醫療條件不好,先后于1917年和1919年去世。剩下的二兒子埃爾文,成了他唯一的安慰。但是在第二次世界大戰即將結束時的1945年元月,二兒子埃爾文又因為涉嫌謀殺希特勒而被殺害。災難還沒有結束,在盟軍轟炸柏林時,普朗克的住所包括他所有的珍貴的藏書,全部被毀掉
一個接一個的打擊,幾乎徹底摧毀了普朗克。那時他已是八十多歲的老人,幾乎完全失去了人生的樂趣,身體的病痛更使得他痛不欲生。當美國軍隊最后找到這位20世紀曾經叱咤風云的科學偉人時,他與他的妻子正躲在樹林里,普朗克躺在草堆上,目光呆滯地盯著天空
普朗克那孤獨而又蒼涼的墓地,似乎在默默訴說著他那不幸的一生。
