《偉人的一生》「三」物理界的顏值巔峰

2020-12-06 小奇科技漫談

以前科技是讓人覺得神奇又遙遠的一個名詞,仿佛與我們平民老百姓無關,彈指一揮間,它已經大搖大擺地出現在我們的生活周圍。我們從最初的好奇到後來的習慣,直到現在的依賴和離不開。在這過程中,有沒有人想過,科技的背後是無數偉人智慧的結晶。

這一群改變世界,有著豐功偉績的人,實在不應被歷史遺忘……

想像一下,在浩渺的星海中,有一顆以你名字命名的行星,你的一個研究徹底改變了人們對世界的認知。以至於在幾個世紀的歷史裡,你的名字總是作為具有開創性的名詞,一遍遍的被提及。這將是怎樣一種禮遇。今天小奇要給大家講的就是這樣一位物理界傳奇人物,現代量子物理學之父馬克斯.普朗克。

普朗克出生於德國北部基爾市的一個古老家庭,他從小就在數學上表現出了驚人的天賦。對於物理也顯示出了濃厚的興趣。七歲那年,小普朗克發現自家窗戶上結滿了冰花,晶瑩剔透,十分好看。這一現象頓時引起了他的好奇。晚飯時,弗蘭克向父親提出了自己的疑問,父親向他解釋了冰花是一種常見的物理現象,並給他找了一本物理書。從此普朗克開始踏上了物理學的康莊大道。

不僅如此,普朗克算得上是多才多藝,他在音樂方面同樣造詣頗深。小時候普朗克的家中常常傳出美妙動聽的鋼琴聲,你的鄰居紛紛駐足聆聽。甚至最後忘記自己本該做的事。人們都以為是普朗克的母親所奏,因為她很喜歡音樂。直到有一天,普朗克的父親邀請朋友、鄰居來家裡做客,房間裡又傳出天籟般的琴聲,人們才震驚地發現這麼美的琴聲竟出自一個孩子手中。這一年普朗克只有五歲,小小年紀的他已經有了專業音樂家的演奏水準。普朗克因擅長演奏舒伯特的樂曲而被人們稱為小舒伯特。但普朗克卻並沒有成為舒伯特那樣的音樂大師。中學時候的他又對古典文學產生了興趣,廣泛閱讀了莎士比亞、彌爾頓、但丁、歌德等人的作品,甚至還自己寫了一部詩句。音樂、文學,自然科學對於他來說就像三面鏡子一樣,折射出絢麗的光彩。每一個對他來說都難以割捨。

或許,當時的世界更需要一位具有開創性的微觀科學奠基人,來改變經典物理學一統天下的局面。歷史有意安排這位天才走上了物理學的研究之路。大學時經過激烈的思想鬥爭,普朗克最終選擇了物理學作為最後的研究方向。或許他深知一位物理學家改變世界的力量是無窮的,從此開始致力於這樣的研究。

普朗克最早研究的是熱力學,在此領域已獲得了不小的成就。但他在物理學上最主要的,也最具有開拓性的貢獻,還是提出了著名的普朗克輻射公式,創立了能量子概念。在當時人們用經典物理學來解釋黑體輻射實驗。但得出的公式僅僅能在低頻或高頻波長範圍內符合實驗結果。普朗克認為必然存在一個公式,能解釋所有的實驗現象。經過幾年的努力,他最終找到了這樣的一個公式。這就是著名的黑體輻射公式。學過物理的人都知道,任何物體都具有不斷輻射吸收發射電磁波的本領,輻射出去的電磁波在各個波段是不同的,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,因而被稱之為熱輻射。為了研究熱輻射規律,物理學家們定義的一種理想物體,黑體以此作為熱輻射研究的標準物體。所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收,既沒有反射也沒有透射。我們所感興趣的黑洞也許就是理想的黑體。

在物理學界,普朗克或許不像牛頓愛因斯坦這樣有影響力,但是他無疑是最具傳奇色彩的,具有非凡創造力的學者。為了從理論上得出正確的輻射公式。普朗克假定電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份的進行的這樣的一份能量叫做能量子。每一份能量子等於hv,v為輻射電磁波的頻率,h為常量,現在物理學中稱為普朗克常數。簡單的說就是普朗克就是創造性的把能量取成hv的整倍數。這樣一來,問題竟然全都迎刃而解了。他發現這個新的公式竟然能夠符合所有波長的實驗數據了。普朗克常數是現代物理學中最重要的物理常數,它標誌著物理學界的重大變革,為開闢探索微觀物質運動規律新途徑提供了重要的基礎。現在量子理論現已成為現代理論和實驗的不可缺少的基本理論。自二十世紀二十年代以來,普朗克成了德國科學界的重要人物。和愛因斯坦並稱為二十世紀最重要的兩位物理學家,他的量子理論為物理學的飛躍做出了重要的貢獻。基於這樣的成就,一九一八年他被授予諾貝爾物理學獎。值得一提的是,在普朗克帶過的博士中,有三位都獲得了諾貝爾獎。普朗克一生勤勉治學嚴謹又謙虛和善。一九一八年四月在德國物理學會慶賀他六十壽辰的紀念會上,普朗克致答詞說:試想有一位礦工,他竭盡全力的進行貴重礦石的勘探。又一次他找到了天然金礦脈。而且在進一步研究中發現它是無價之寶。假如不是他自己碰上這個寶藏,那麼無疑的,他的同事也會很快的幸運的碰上他們,這也是他的自謙之語。正所謂文章本天成,妙手偶得之。沉吟十餘載,肝苦誰人知。普朗克的成就離不開他幾十年如一日的刻苦鑽研和深入思考,而絕不是一次異想天開的幸運。

普朗克一生信奉上帝,始終致力於追求向上帝走去的科學信仰。對於他而言,科學或許更值得信仰。現代科學的進步使他離上帝更近,離心中的夢想和信念更近了。一九四七年,普朗克逝世,享年八十九歲。這位老人用純真的信仰走完了他讓人激動的一生。無論是在當時還是在後世,人們對他總是充滿了敬重。不僅因為他對物理學的卓越貢獻,更是因為他正直高尚的人格,真誠,和善,謙虛,勤奮。愛因斯坦說和普朗克生活是一件快樂的事,他總能帶給人希望和歡樂,卻從不曾將自己的痛苦顯露。科學巨星哀傷的隕落,而一顆耀眼的星辰卻依舊閃耀在浩渺的夜空中。這就是以他名字命名的普朗剋星。在他八十歲那年。人們為了紀念他的成就,送了他一顆小行星,就命名為普朗剋星。

這或許正是他生命的延續,更是這種窮盡一生探索新知的物理精神的延續。科學的探索永無止境,我們嚮往天才式的科學家,為地球帶來全新的改變。更期待想普朗克這樣具有創造力和奇思妙想的偉大學者,用自己的熱情書寫動人的華章。

讓我們為普朗克點讚!

關注我,帶你了解更多科技背後的偉人。

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