事实上,在普朗克学习物理之初,曾遭到慕尼黑的物理学教授菲利普·冯·约利(Philipp von Jolly,1809-1884)的劝说.叫他不要学物理,这位教授认为:这门科学中的一切都已经被研究了,只有一些不重要的空白需要被填补。(这也是当时许多物理学家所坚持的观点)
但是普朗克坚持学习物理:我并不期望发现新大陆,只希望理解已经存在的物理学基础,或许能将其加深。
殊不知,他的这个坚持却成了他人生苦难的开始。
1877年,普朗克来到了柏林大学。在著名物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹、古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫以及数学家卡尔·魏尔施特拉斯手下学习。
但亥姆霍兹与基尔霍夫上课都十分无趣,有时还会讲错,最后普朗克只能选择自学。
关于亥姆霍兹,普朗克曾这样写道:他上课前从来不好好准备,讲课时断时续,经常出现计算错误,让学生觉得他上课很无聊。
关于基尔霍夫,普朗克写道:他讲课仔细,但是单调乏味。
临近毕业,普朗克根据自学的内容,写了一篇论述“熵增加原理”以及“热力学定律”的论文。
终于熬到了博士论文答辩,离毕业就只差那一小步了。普朗克带着他精心准备的论文,信心满满地参加答辩。
然而,这篇学术价值如此之高的博士论文,并没有得到当时教授们的认可,他们完全不相信普朗克的理论。
不过,由于他平时的表现很优秀,尤其是他在学校实验室出色的工作,教授们让他通过了答辩,获得了博士学位。
其实,从博士论文开始,普朗克就一直关注并研究热力学第二定律,发表诸多论文。
从柏林大学毕业后,普朗克回到慕尼黑大学当讲师,一边授课,一边搞研究。
大约1894年起,普朗克开始研究黑体辐射问题,发现普朗克辐射定律,提出的能量子概念和常数 h(普朗克常数),成为了此后微观物理学中最基本的概念和极为重要的普适常量。
1900年12月14日,在德国物理学会的例会上,普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中,他激动地阐述了自己最惊人的发现。
他说:为了从理论上得出正确的辐射公式,必须假定物质辐射(或吸收)的能量不是连续地、而是一份一份地进行的,只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子,辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h,普朗克当时把它叫做基本作用量子,物理常数,它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。
从此,量子论诞生,新物理学革命宣告开始,很快量子论就得到公认。
但是,在之后的十几年,人们始终对他的“量子论”将信将疑,以至于普朗克屡屡与诺贝尔奖擦肩而过。
在普朗克被提名多次以及陪跑了十几年之后,才获得早该属于他的诺贝尔物理学奖。
但这还不是最惨,学术上的不公只能算他遭遇的最小的不幸。
普朗克51岁那年,他的第一任妻子玛丽因为结核病撒手人寰了。(留下了四个孩子)
两年之后,他跟第二任妻子玛格丽特·冯·赫斯林结婚。但是就在普朗克与他的第二任妻子生下第三个儿子后不久,第一次世界大战爆发了。
很快,普朗克就收到消息,在凡尔登战役中,他的大儿子不幸身亡。没过多久,又传来消息,他的二儿子被法军俘虏了,随时都有丧命的可能。
就在普朗克都还没来得及从白发人送黑发人的痛苦中喘口气的时候,他的双胞胎女儿又出事了。
二儿子被俘后三年,他的女儿格雷特要生孩子了。本以为黑暗的日子终于要到头了,普朗克又要过上幸福的生活了。但是就在生产当天,格雷特的孩子呱呱坠地,但是她本人却因为难产死掉了。
就在我们都以为,格雷特的丈夫会因为太爱格雷特,发誓从此终身不娶,然后独自一人含辛茹苦地把他们的孩子养大成人的时候,剧情突然来了一个大反转。
他居然转身就娶了普朗克的另外一个女儿,也就是格雷特的双胞胎埃玛。
然而两年后,埃玛也死了,而且 一样是因为难产。
同样的,埃玛也留下了一个孩子。于是,普朗克为了悼念他的两个女儿,就给她们的孩子取了跟她们一样的名字,一个叫格雷特,一个叫埃玛。
在第一次世界大战结束后,伤心欲绝的普朗克投身于反法西斯的活动中。
1933年,纳粹党党魁希特勒正式成为德国元首, 诸多科学家受到迫害,特别是犹太科学家。
尽管当时普朗克没有受到纳粹的迫害,但是把科学当作生命的普朗克表示:无法眼睁睁地看着昔日同僚被迫害。
于是, 他跑去找希特勒说理了。
结果,显而易见,希特勒 勃然大怒!
他们“精确”计算出普朗克有1/16的犹太人血统,说普朗克是“白色犹太人”.。
于是,纳粹就关了普朗克的研究所, 把他的理论打成异端邪说( 黑体辐射公式被污蔑为“只是初等的数学推导”),并逼迫普朗克辞去柏林科学院院长的职务。
虽然普朗克经历了这么多苦难, 他依然不放弃学术研究,还是会四处演讲。
在一次讲学途中, 普朗克遇上了轰炸,导致他在避弹壕里躲了几个小时,甚至差一点就被活埋在下面。
1944年,一场前所未有的空袭炸平了普朗克的居所区,他所有的 手稿、日记、书籍和讲义以及其他全部个人用品, 均毁于一旦,没能留下一样东西。
1945年,普朗克的二儿子埃尔温 (仅剩的一位)因参与暗杀希特勒未遂而被纳粹杀害。
至此,普朗克与第一任妻子所生的4个孩子全都去世。
这无疑给了普朗克致命一击。此时80多岁的他已经疾病缠身,行动也不便,还要继续承受白头人送黑头人的痛苦。
1947年3月, 普朗克做了他人生中最后一次演讲—— 《精密科学的意义和范畴》,在经历了几十年残忍的折磨之后,普朗克只是在演讲中无比平静地说:
值得我们追求的唯一高尚的美德, 就是对科研工作的真诚,这种美德是世界上任何一股力量,都无法剥夺的,这种幸福是世界上任何一种东西,都无法比拟的。
超模君不得不佩服普朗克坚强的意志力,在经历了如此多精神与肉体的磨难后,还能笑对人生。
1947年10月4日, 普朗克在哥廷根大学医院中去世,威廉皇家学会为了纪念他,改名为“马克思·普朗克学会”。
人们把普朗克葬在了哥廷根的公墓里, 在他的墓碑上,除了他的名字,只有一行短短的墓志铭,那是以他名字命名的物理学常数: 普朗克常数h=6.63×10^-34 J·S。
爱因斯坦在写给普朗克的悼词里是这样说的: 一个以伟大的创造性观念造福于世界的人,不需要后人来赞扬,他的成就本身就已给了他一个更高的报答。
写在最后
写完这些后,超模君更理解了开头那位小伙伴,对于普朗克的推崇,他确实是个了不起的科学家,一位历经艰险,还是把科学研究当做信念坚持的大师。
超模君不禁想起了《活着》里的福贵,也是出身富裕(当然普朗克没有那么败家),后来突遇变故,在战争和动荡中艰苦一生,最后落了一个孤苦伶仃的下场。
但比起只能和一条耕牛做伴的福贵比,普朗克还是幸运了很多。他虽然没有后代,但是他的思想,他的成就,还有他的贡献,都会让我们铭记在心。 所谓灵魂不灭,每一个热爱真理的科研工作者,都是普朗克的后继者。
普朗克的遭遇也告诉了我们,这些大师不是什么先知和圣人,他们也有家庭,也有悲欢离合,也有喜怒哀乐。所以他们也会担心生老病死,他们也有一天会归于平凡。
怀着这样的心情,我再看看手中那张,印有普朗克头像的扑克牌,心中再次充满了敬意。
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“陌上人如玉,公子世无双”。上面的普朗克,如此年轻,如此帅气,如此意气风发。让人不禁想到,如果他知道自己接下来的一生会历经这么多艰险,他还会坚持吗?
我想答案都在各位的心中了。
本文作者:超模君,超级数学建模公众号主编,数学与交叉科学教育自媒体博主。爱分享有用的数学建模知识,爱深挖有趣的交叉科学人物故事,爱为靠谱的现代教育产品打call。著有《芥子须弥·大科学家的小故事》,由清华大学出版社2019年出版。
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