量子力學的創始人普朗克

在20世紀的物理學家當中,馬克斯‧普朗克(Max K.E.L. Planck)是重要人物之一,他不但是「量子力學(Quantum Mechanics)」的創始人,還對愛因斯坦完成「相對論(Theory of Relativity)」,作出了重要的貢獻。他除了自己在1918年,榮獲諾貝爾物理學獎外,跟隨他的研究生中,有兩位後來獲得諾貝爾獎。

放棄音樂‧選修物理

馬克斯‧普朗克於1858年,生於德國基爾的一個書香世家,曾祖父和祖父都是神學教授;父親是慕尼克的法學教授;叔父是法學家和德國國民法典的創立人之一。他在父親的七個孩子,中排行第六,生來聰明俊秀,16歲即中學畢業,進入慕尼克大學進修。他很有音樂天才,除了演奏鋼琴很出色,還創作過歌曲和歌劇。

他曾想過以音樂為專業,但1874年,他決定放棄,並以研究物理學為終生職志。他在慕尼克大學,師從菲利普‧約利(P.V. Jolly)教授;1877年,又轉到柏林大學去,成為著名的物理學家亥姆霍茲和基爾霍夫的學生。他很快便與兩位教授,建立起真摯的友誼,但他從他們身上,卻沒有學到什麼東西,他的主要熱力學理論,是從克勞修斯(熱力學的奠基者)的講義自學的。

作育英才‧成家立室

1879年,他完成了博士論文《關於熱力學第二定律》;1880年又以《各向同性物質在不同溫度下的平衝狀態》,而獲得了大學的教職。但他對熱力學的研究,並沒有得到物理學界的重視。1885年他受聘於基爾大學為副教授;1887年,與一位同學的妹妹瑪麗‧梅爾克(Marie Merch)結婚,瑪麗為他生下兩男兩女,他們一家都是基督徒,過著敬虔而幸福的日子。

在基爾大學教授其間,普朗克繼續他的熱力學研究,並對原子假說深入鑽研。1892年,他回到柏林大學,繼承基爾霍夫教授的職位,雖然1894年,維也納要聘任他為教授,但他熱愛祖國,拒絕了這份殊榮,受到了柏林學生的尊崇和愛戴。

輻射定律‧諾貝爾獎

普朗克對輻射定律的研究,大概是在1894年開始;1890年12月14日,他在德國物理學會的會議上,提出能量量子化的假設:「E = hv」,其中E是能量,v頻率,中間加入的h,是物理學重要的普朗克常數(這是他在研究物體熱輻射時發現的)。

能量只能以能量元素(量子)的形式,向外輻射。基於這樣的假設,他圓滿地解釋了實驗的現象,得出了「黑體輻射定律(Black-Body Radiation即「普朗克輻射定律」),這個偉大的成就,揭開了量子論與量子力學的序幕,他因此而獲得諾貝爾獎。

家國慘變‧虔誠不改

普朗克事業有成、家庭美滿,令人稱羨!他們在柏林的家,常常舉行音樂聚會,瀰漫著歡樂的氣氛,是當時柏林學術界的社交中心。但1909年,他心愛的妻子被主接去;1911年,他娶了表妹瑪格麗特為妻,同年12月,第三個兒子出生。

此後,他雖然在學術界聲名顯赫,得到很多榮譽及獎項,但第一及第二次世界大戰期間,他與前妻所生的四個兒女,相繼去世:兩個女兒死於產難,大兒子死於戰場,二兒子因參予暗殺希特勒的行動,而被捕處決;家園也因空襲而成灰燼。

經過這許多嚴重的打擊,普朗克對上帝的敬虔,並沒有改變,他於晚年時,發表了著名的《自然科學與宗教》演說,堅決表明他信奉「超自然、全能、全知、仁慈和聖潔的上帝」,並說他「在科學與宗教之間,看不到任何衝突,只看到完美和諧。」

他於1947年,在德國哥廷根逝世,享壽89歲。他對物理學的貢獻,常常被人懷念,每年的12月14日,被稱為「量子日」。

 
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