一、數(shù)尺墳頭柏樹(shù)新
馬克斯.普朗克又一次上了熱搜，與以往相同的是，這次還是被人拉上去的，這次拉他上去的是開(kāi)爾文勛爵，勛爵在1900年的新年祝辭中兩朵烏云的說(shuō)法讓他成為了爭(zhēng)議的話(huà)題，與以往不同的是，他這次上的是頭條，對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，這可能是夢(mèng)寐以求的，但對(duì)于普朗克來(lái)說(shuō)卻有些無(wú)奈。
這個(gè)時(shí)候，他一定想起了玻爾茲曼，想起了那場(chǎng)“唯能論”和“原子論”之爭(zhēng)，那是他第一次登上熱搜榜，不過(guò)那次他不是主角，主角是玻爾茲曼。
那場(chǎng)論戰(zhàn)幾乎席卷了整個(gè)學(xué)術(shù)界，就連列寧也卷入其中，一方是普朗克最尊重的玻爾茲曼教授，支持原子論，認(rèn)為世界的本源是原子，一方是馬赫的弟子奧斯特瓦爾德，提倡唯能說(shuō)，認(rèn)為能量才是唯一的存在，物質(zhì)只是能量的表現(xiàn)形式，以現(xiàn)在的觀點(diǎn)來(lái)看，兩者都不算錯(cuò)，只是側(cè)重點(diǎn)不同，但當(dāng)時(shí)卻爭(zhēng)得不可開(kāi)交。
由于馬赫的巨大影響力，幾乎所有人都站在了奧斯特瓦爾德一邊，列寧倒是反對(duì)奧斯特瓦爾德，不過(guò)他是從哲學(xué)上看，也幫不了玻爾茲曼什么忙，普朗克幾乎是唯一支持勢(shì)單力孤的玻爾茲曼的科學(xué)家，但是他并沒(méi)有卷入這場(chǎng)旋渦之中。
一則因?yàn)楫?dāng)時(shí)他還不是后來(lái)那棵參天的古柏，還僅僅是“小荷才露尖尖角”，人微言輕：二則他不喜歡爭(zhēng)論，而是低下頭來(lái)去研究，隨后以原子論為基礎(chǔ)他得出了關(guān)于黑體輻射的普朗克定律，這是對(duì)玻爾茲曼最大的支持，相對(duì)于他嚴(yán)謹(jǐn)研究來(lái)說(shuō)，爭(zhēng)論確實(shí)有點(diǎn)微不足道，玻爾茲曼也是聞之大喜。
這場(chǎng)爭(zhēng)論影響巨大，受到傷害最大的卻是玻爾茲曼因?yàn)闋?zhēng)論玻爾茲曼身心俱疲，以至于數(shù)年后無(wú)奈自殺。
玻爾茲曼的墓碑
面對(duì)玻爾茲曼的墓碑，普朗克總結(jié)出了普朗克科學(xué)定律：一個(gè)新的科學(xué)真理取得勝利并不是通過(guò)讓它的反對(duì)者們信服并看到真理的光明，而是通過(guò)這些反對(duì)者們最終死去，熟悉它的新一代成長(zhǎng)起來(lái)。
這次普朗克又陷入了爭(zhēng)論之中，和上次不同的是，這次他處于了風(fēng)暴的中心，他又會(huì)如何做呢？
另一位大神愛(ài)因斯坦迅速闖入戰(zhàn)場(chǎng)，把上帝的寵兒牛爵爺拉下神壇，一時(shí)間聲名鵲起，成為新物理學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者，而普朗克則避開(kāi)爭(zhēng)論，畢竟玻爾茲曼亡魂未遠(yuǎn)，與其爭(zhēng)論，不如深思，對(duì)于普朗克來(lái)說(shuō)，爭(zhēng)論毫無(wú)意義，產(chǎn)生不了任何新的思想，只會(huì)耗費(fèi)光陰。
不過(guò)這次普朗克選錯(cuò)了方向，他力圖修補(bǔ)爵爺已經(jīng)破碎的世界觀，以至于被年輕的星星們搶了風(fēng)頭，和愛(ài)神之所以有這么大的差別，還有一個(gè)原因是普朗克從來(lái)沒(méi)有想過(guò)要成為要成為聚光燈下的萬(wàn)眾焦點(diǎn)，他只想做一個(gè)安靜的美男子。
少年普朗克決定投身物理學(xué)之時(shí)，他的導(dǎo)師利普·馮·約利教授就曾勸說(shuō)他不要學(xué)習(xí)物理，“這門(mén)科學(xué)中的一切都已經(jīng)被研究了，只有一些不重要的空白需要被填補(bǔ)”，“我并不期望發(fā)現(xiàn)新大陸，只希望理解已經(jīng)存在的物理學(xué)基礎(chǔ)，或許能將其加深?！鄙倌昶绽士巳缡谴鸬?。
要是用武俠小說(shuō)中的人物來(lái)比喻的話(huà)，愛(ài)神就是天生的戰(zhàn)神蕭峰，而普朗克卻是如段譽(yù)般的貴公子，一個(gè)是主動(dòng)走上命運(yùn)的戰(zhàn)場(chǎng)，一個(gè)則是被命運(yùn)推向了戰(zhàn)場(chǎng)。
二、柏樹(shù)臺(tái)中推事人
和大多數(shù)科學(xué)大神不同，普朗克出身世家，可以說(shuō)是書(shū)香門(mén)第，曾祖父和祖父都是神學(xué)教授，神學(xué)在當(dāng)時(shí)可謂是顯學(xué)，一代天驕牛爵爺就是神學(xué)大師，父親和叔叔是法學(xué)教授，叔叔還是德國(guó)民法典的創(chuàng)立人之一。
少年普朗克頗有音樂(lè)天賦，擅長(zhǎng)鋼琴、管風(fēng)琴和大提琴，而且還會(huì)作曲，愛(ài)神雖然也雅好小提琴，但也只是票友水平，是萬(wàn)不能和貴公子相比的，而且還擁有絕世美顏，即便放在今天，也是當(dāng)紅流量小生，無(wú)論從哪方面看，這都是一個(gè)完全可以靠臉吃飯的范例，可是他偏要靠才華。
秒殺小鮮肉的普朗克
即便是靠才華，他也沒(méi)有選擇家學(xué)淵源的社會(huì)科學(xué)，而是選擇了物理學(xué)，即便是選擇物理學(xué)，他也沒(méi)有渴望“一舉成名天下知”，之前他的回答就說(shuō)明了一切，可是命運(yùn)就是如此捉摸不定，偏偏就是他發(fā)現(xiàn)了新大陸，和愛(ài)因斯坦一起成為了開(kāi)創(chuàng)物理學(xué)的新時(shí)代的絕代雙驕。
和愛(ài)神不同的是，愛(ài)神乳鶯初啼就撼動(dòng)了世界，而在普朗克震驚世界前就已經(jīng)在物理世界里跋涉了許久，為了物理學(xué)已經(jīng)變成了油膩中年。
油膩中年普朗克
普朗克早期的興趣在熱力學(xué)，在柏林，普朗克全面了解了熱力學(xué)，他的博士論文就是《關(guān)于熱力學(xué)第二定律》，而且還推導(dǎo)出了玻爾茲曼常數(shù)。
在玻爾茲曼常數(shù)提出之前，熱力學(xué)更象是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，而不是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)，熱力學(xué)三大定律也似乎只是說(shuō)出了一些日?，F(xiàn)象，就算是一只猴子也會(huì)知道燒紅的鐵不能用手摸，而這就是熱力學(xué)第二定律，熱能可以從溫度高的物體自動(dòng)傳向溫度低的物體，熵的提出雖然擴(kuò)展了人們的世界觀，但是也僅僅是從定性上開(kāi)闊了人們的眼界，只有玻爾茲曼常數(shù)的提出，才使熱力學(xué)可以定量的解釋世界，溫度第一次獲得了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺W(xué)定義，不再是一個(gè)直觀的測(cè)量值，而熱量這個(gè)錯(cuò)誤的概念則被永遠(yuǎn)趕出了物理學(xué)的殿堂。
而這個(gè)常數(shù)被普朗克命名為玻爾茲曼常數(shù)，這有些太難得了。
發(fā)現(xiàn)權(quán)之爭(zhēng)從來(lái)就是科學(xué)史上一個(gè)繞不開(kāi)的話(huà)題，即便在現(xiàn)代，也有抄襲之后死不認(rèn)賬，還借此宣揚(yáng)的人渣，在那個(gè)時(shí)候，信息傳播手段不發(fā)達(dá)，出現(xiàn)些爭(zhēng)執(zhí)也屬尋常，關(guān)鍵是爭(zhēng)端出現(xiàn)后的態(tài)度。
有不顧臉面直接開(kāi)撕的，例如牛頓和萊布尼茨，有君子之風(fēng)相互謙讓的，例如達(dá)爾文和華萊士，但是象普朗克這樣拱手相讓的可謂絕無(wú)僅有，只此一家別無(wú)分店，對(duì)于普朗克來(lái)說(shuō)，這是對(duì)前輩的致敬，也是普朗克偉大人格的體現(xiàn)，誠(chéng)如他當(dāng)初選擇物理學(xué)時(shí)的回答：我并不期望發(fā)現(xiàn)新大陸，只希望理解已經(jīng)存在的物理學(xué)基礎(chǔ)，或許能將其加深。
但是命中注定他還是要發(fā)現(xiàn)新大陸的，雖然他未必意識(shí)到那是新大陸。
三、大廈如傾要梁棟
雖然普朗克依靠熱力學(xué)起家而且也對(duì)熱力學(xué)做出了巨大貢獻(xiàn)，但是他討厭熱力學(xué)的每一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)，在他的心中，物理學(xué)就應(yīng)該象牛頓力學(xué)一樣簡(jiǎn)潔或者象麥克斯韋方程一樣優(yōu)美，雖然他推導(dǎo)出的玻爾茲曼常數(shù)讓熱力學(xué)第二定律變得簡(jiǎn)潔了許多，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
牛頓力學(xué)之所以簡(jiǎn)潔麥克斯韋方程之所以?xún)?yōu)美，在于他們是在現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)驗(yàn)總結(jié)前提下，又深入構(gòu)建了一個(gè)理想的物理世界，從完美世界中推導(dǎo)出的簡(jiǎn)潔優(yōu)美的公式又反過(guò)來(lái)解釋現(xiàn)實(shí)世界，而熱力學(xué)僅僅是在現(xiàn)實(shí)世界總結(jié)的基礎(chǔ)上發(fā)展，并沒(méi)有構(gòu)建出完美世界，所以只能以模糊的觀點(diǎn)來(lái)描述世界，普朗克決定解決這個(gè)問(wèn)題。
他的著手點(diǎn)就是黑體輻射。在現(xiàn)實(shí)世界中，任何物體都具有不斷輻射、吸收、反射電磁波的本領(lǐng)，光與熱都是一種電磁波，這已經(jīng)是一種共識(shí)。輻射出去的電磁波在各個(gè)波段是不同的，也就是具有一定的譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關(guān)，所以就被稱(chēng)為熱輻射。
為了研究不依賴(lài)于物質(zhì)具體物性的熱輻射規(guī)律，物理學(xué)家們定義了一種理想物體——黑體(black body)，以此作為熱輻射研究的標(biāo)準(zhǔn)物體。黑體就是物理學(xué)家們眼中的完美世界，黑體就是在任何條件下，對(duì)任何波長(zhǎng)的外來(lái)輻射完全吸收而無(wú)任何反射的物體，即吸收比為1的物體。理想黑體可以吸收所有照射到它表面的電磁輻射，并將這些輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射，其光譜特征僅與該黑體的溫度有關(guān)，與黑體的材質(zhì)無(wú)關(guān)。
當(dāng)時(shí)對(duì)于黑體輻射的表達(dá)式是維恩近似，由威廉.維恩在1896年提出，從名字就可以看出來(lái)，維恩也有點(diǎn)心虛，只把他的成果稱(chēng)作了近似，因?yàn)榫S恩近似僅僅適用于高頻區(qū)。
普朗克將維恩近似加以改良，并將玻爾茲曼熵公式重新解釋?zhuān)?900年提出了物理學(xué)上最簡(jiǎn)潔也是最偉大的公式之一——普朗克公式。
E=hv，其中，h為普朗克常量，v為頻率
普朗克曲線(xiàn)
普朗克公式是經(jīng)典物理學(xué)與現(xiàn)代物理學(xué)的分野，第一次表達(dá)出來(lái)量子的觀念，經(jīng)此一役，物理學(xué)才化蛹為蝶，可以翩翩飛舞于宇宙之中。
需要指出的是，普朗克并不是為了解決所謂的“紫外災(zāi)變”而提出普朗克公式的，“紫外災(zāi)變”指的是上圖中中的瑞利—金斯公式不適用于高頻區(qū)，而普朗克公式的提出早于瑞利—金斯公式。
之所以會(huì)產(chǎn)生這種說(shuō)法，是因?yàn)槿鹄鹚构绞怯山?jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)推導(dǎo)出來(lái)的，更易于為大家所接受，而普朗克的量子化表達(dá)式過(guò)于駭人聽(tīng)聞，這也怪不得瑞利和金斯，就是普朗克自己對(duì)量子化也有些猶豫不定。
普朗克雖然提出了量子化的電磁波表達(dá)式，卻沒(méi)有提出電磁波的量子化概念，量子觀念的提出要交給愛(ài)神，1905年愛(ài)神在解釋光電效應(yīng)時(shí)才提出了光量子的概念，而且普朗克也并沒(méi)有把普朗克常數(shù)看做多么重要，認(rèn)為只是一個(gè)普通常數(shù)。
不過(guò)，普朗克也意識(shí)到了普朗克常數(shù)對(duì)經(jīng)典物理學(xué)的威脅，他曾花數(shù)年時(shí)間來(lái)把常數(shù)納入經(jīng)典物理學(xué)的軌道，可無(wú)奈的是徒勞無(wú)功，“我的那些試圖將普朗克常數(shù)歸入經(jīng)典理論的嘗試是徒勞的，卻花費(fèi)了我多年的時(shí)間和精力?！?/p>
不管怎么說(shuō)，普朗克還是成為了量子論的創(chuàng)始人，雖然過(guò)程有些曲折，他的發(fā)現(xiàn)就如驚蟄的春雷，提前宣告了春天的來(lái)臨，而此時(shí)大地還是一片蕭索，以至于他自己都沒(méi)有感到春的信息，正是在這一聲春雷過(guò)后，各種春花才破土萌芽，帶來(lái)萬(wàn)紫千紅的春天。
這就是春天——第五屆索爾維會(huì)議合影
我們確實(shí)期盼出現(xiàn)牛頓愛(ài)因斯坦這樣的大神，以一己之力推動(dòng)科學(xué)飛速發(fā)展，但這樣的人物總是可遇不可求，更多的是普朗克這樣的默默耕耘，給科學(xué)大廈添磚加瓦的人，即便某一天大廈將傾，需要重建的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)他們依然是大廈的棟梁。
四、拏云柏樹(shù)瘦蛟立
“學(xué)術(shù)古柏”是物理學(xué)界送給他的尊稱(chēng)，一方面是贊頌他長(zhǎng)青的學(xué)術(shù)生涯，一方面是說(shuō)他的古樸性格，他也確實(shí)如古柏一般為后人遮風(fēng)避雨。
求學(xué)期間，雖然接觸了許多大師，不過(guò)他對(duì)這些大師的講課方式卻頗有微辭，“他（亥姆霍茲）上課前從來(lái)不好好準(zhǔn)備，講課時(shí)斷時(shí)續(xù)，經(jīng)常出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，讓學(xué)生覺(jué)得上課很無(wú)聊?！薄八ɑ鶢柣舴颍┲v課仔細(xì)，但是單調(diào)乏味。”頗有少年錢(qián)鐘書(shū)指點(diǎn)江山的味道，這段學(xué)生生涯對(duì)普朗克影響頗大，他設(shè)帳收徒后，他的學(xué)生曾評(píng)價(jià)說(shuō)：“不用講稿，從不犯錯(cuò)誤，從不手軟，是我所聽(tīng)過(guò)的最好的講師”。他的學(xué)生大多成為物理界的中堅(jiān)，其中就包括兩位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。
籍籍無(wú)名的愛(ài)神在1905年發(fā)表他開(kāi)創(chuàng)性的論文之后，也是由于普朗克的支持，并憑借他的影響力，使狹義相對(duì)論在德國(guó)學(xué)界迅速得到認(rèn)可。
普朗克還和能斯特一起組織了著名的索爾維會(huì)議，那是科學(xué)界最著名的盛會(huì)，星星們都爭(zhēng)相綻放異彩，至今都是科學(xué)史上最傳奇的佳話(huà)。
學(xué)術(shù)上成果斐然，教育上桃李滿(mǎn)園，上帝待普朗克可謂寬厚，但是上帝奪取他的要遠(yuǎn)比給予他的更多。
他的兩個(gè)女兒都死于難產(chǎn)，大兒子死于凡爾登戰(zhàn)役，小兒子因參與刺殺希特勒而被害。上帝幾乎奪去了他的一切，還有奪走他最后的唯一所有。
他只想做一個(gè)安靜的美男子，但動(dòng)蕩的歐洲卻放不下他一張平靜的書(shū)桌，一戰(zhàn)和二戰(zhàn)徹底打碎了他僅存的夢(mèng)想，雖然他做出了他做大的抗?fàn)帲菂s于事無(wú)補(bǔ)。
二戰(zhàn)結(jié)束后，普朗克已經(jīng)垂垂老矣，黃金年華已經(jīng)因?yàn)橛薮赖恼味?，但“廉頗老矣”，依然“雄心不已”，他不顧年事已高，病骨支離，依舊四處演講，撒播科學(xué)的火種，許是上帝不忍看他如此辛勞，在普朗克參加紀(jì)念牛頓誕辰三百周年慶典后的次年就把他召喚了回去。
“不露文章世已驚，未辭翦伐誰(shuí)能送？
苦心豈免容螻蟻，香葉終經(jīng)宿鸞鳳”
詩(shī)圣的《古柏行》似乎是專(zhuān)門(mén)為普朗克而作。
普朗克的一生也恰如一棵古柏，前半生如柏樹(shù)抽枝發(fā)芽，奮力為人類(lèi)拓展視野，后半生遍遭雷電轟擊而不倒，用他殘存的枝葉來(lái)護(hù)衛(wèi)幼苗，這是真正的人類(lèi)的脊梁。
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