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人格的魅力:《正直者的困境》札记  ——纪念M.普朗克量子论诞生100周年
人格的魅力:《正直者的困境》札记  ——纪念M.普朗克量子论诞生100周年
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  1918年4月爱因斯坦(A. Einstein )在他所爱戴的长辈普朗克(M.Planck)60诞辰庆祝会上所作的充满哲理又洋溢情感的演讲里, 对在科学殿堂里忙碌的人们有一段颇生动的文字,他说:许多人爱好科学,是因为科学给了他们异乎寻常的智力上的快感,对于这些人科学是一种特殊的娱乐;还有许多人之所以把他们的智力奉献给祭坛,为的是纯粹的功利。如果天使把这两类人都赶出神圣的殿堂,那末,这里的人就会大为减少,但是,仍然还会有一些人,这其中就有普朗克〔1〕。 我想这就是普朗克的魅力,是我们能在《正直者的困境》中读到的、一种超科学的、人格的魅力。
  普朗克的祖先有多人供奉神职和执教学府。曾祖父和祖父都是格丁根当时颇有声望的神学教授。父亲却一反传统成为名噪一时的法学教授。普朗克在学生时代,虽不出众,但各门功课都还不错,然而“除了他的人品之外,教师们没有看到他任何特殊的才华或天赋”。也许音乐可以例外,他钢琴弹的很好,“具有专业音乐家的演奏技能”。他喜欢舒伯特、勃拉姆斯和舒曼的曲子,为着名小提琴演奏家约阿希姆弹过伴奏。据说他曾一度考虑把音乐作为他的事业,但最终自然科学的“这种高深玄奥的思考将他带入了物理学”,尽管人文学科在当时的大学里具有更优越的地位而自然科学被认为“是一种次等的知识”。1878年普朗克选择热力学作为他博士论文的研究方向。 慕尼黑大学教授乔利(P. V.Jolly)向他描绘了已经“尽善尽美”的物理学大厦,劝他不要以研究物理学为职业,普朗克却告诉善意的乔利,对物理学他没有奢望作出发现,只想理解已经确立了的基础。
  《正直者的困境》带我们回溯了100 年前的世纪之交作为科学家的普朗克以及他的创造性研究工作。当时黑体辐射问题曾使许多物理学家感到困惑。其实,早些时候基尔霍夫(G.Kichhoff)已经发现:在相同的温度下,对同一波长的辐射,其发射率与吸收率之比是一个只与温度和波长有关的普适函数。在兰利(S.P.Langley )发明了新的辐射热测量装置后,实验家们已能精确地绘出黑体辐射的强度分布曲线。从理论上讲这个强度分布应该是由基尔霍夫那个普适函数来描述的。然而理论家们给出的普适函数表达式却是迥然不同的。其中维恩(W.Wien)1896年推演出的能量分布函数在短波区域与实测值吻合的很好,而在长波区域理论值却系统地低于实验值。1900年6月瑞利(L.Rayleigh )导出的能量分布函数在长波部分与实测值符合,但在短波区域却与实测值有相当大的偏差。(“紫外灾难”)这种困境使我们想起了哈姆莱特那句着名的“台词”——to be or not to be。普朗克却“凭借来自灵感的猜测”,在维恩定律和瑞利定律(注:普朗克似乎并不知道瑞利定律,鲁本斯(H.Rubens)1900年10月曾告诉普朗克辐射强度在高温下与温度成正比的实验结果。普朗克后来认为瑞利定律与鲁本斯的实验结果等价。)之间找到了一个“妥协的结果”,暂时摆脱了困境,并在1900年10月19日向德国物理学会报告了这个成果。嗣后,普朗克为了给这个“猜出的公式”寻找理论解释进入了他一生中最困难的时期。两个月后普朗克走出了困境。12月24日他向德国物理学会宣读了题为《关于正常光谱能量分布定律的理论》的论文。这篇论文抽掉了作为经典物理学基石的连续性原理, 引入了能量子概念,标志着量子理论的诞生。 维斯考普夫(V.F.Weisskopf)认为:“M.普朗克发现量子这一壮举, 创立了一门最富成果的学科,也是自然科学最具革命性的发展。”〔 2 〕然而, 普朗克的理论推演 “孤注一掷 ” 地采用了他并不喜欢的玻尔兹曼(L.Boltzma
自然辩证法研究京68~70B2科学技术哲学史玉民20002000 作者:自然辩证法研究京68~70B2科学技术哲学史玉民20002000
2013-09-10 21:41

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