《中外科学家发明家丛书:普郎克》

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中外科学家发明家丛书:普郎克- 第2节


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 (88…1)×(945…1)=87×944=82128的整数都能表示两个过剩数之和。” 

马克斯·普朗克正在和同学讨论毕达哥拉斯算术中的过剩数问题。 

     有个同学接着说:“只要建立你所说的丢番图的结果,我们的证明就全 

部完成了!” 

     这时,一个同学风风火火地冲进教室:“马克斯,你又忘了!” 

      “什么?”马克斯·普朗克一楞,倒是和他一起讨论问题的同学明白过 

来了,“今天菲力浦·冯·约里先生要举办一个物理学讲座,马克斯,我们 

约好一块去听的。天呐,为了丢番图方程,我们竟然把这么重要的事忘了!” 

      “对呀!”马克斯一拍脑袋,恍然大悟。 

     等他们几个赶到讲座现场时,讲座已经开始了。人并不多,他们猫着腰 

进入课堂,随便找了个地方坐下来。 

     菲力浦·冯·约里讲师中等个子,讲课时充满激情,马克斯·普朗克和 

他的同学很喜欢听他的讲座。此刻,这位讲师正在给为数不多的听众描述物 

理学的学习条件和前景: 

      “物理学是一门高度发展的、几乎是尽善尽美的科学。现在,能量守恒 

定律的发现给物理学戴上桂冠之后,这门科学已接近于最终稳定的形式。也 

许,在某个角落还有一粒微尘或一个小气泡,对它们可以进行研究和分类, 

但是,作为一个完整的体系,那是建立得足够牢固的;而理论物理学正在明 

显地接近于如几何学在数百年中所具有的那样完善的程度。” 

     马克斯·普朗克心中一动。 

     在古希腊,早期科学家们认为世界上最完美的图形是正圆形;稍后的柏 

拉图和亚里斯多德发展了这一学说,他们认为最完美的应该是椭圆形。仿佛 

有这样一个说法,自然科学家们都是标准的美学家,他们好像不是为了探索 

世界本质而研究科学,倒像是为了追求完美的境界而工作。 

     年轻的马克斯·普朗克只觉得热血满腔,立即决定改学物理学。也许他 

正是追求和谐、对称的完美,才开始学习数学,当他得知世界上还有一个完 

美的学科时,他发现自己根本经不起这个诱惑。 


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     但他并不知道,约里发表的观点表现了普遍的错误认识,这是从当时物 

理学家头脑中占统治地位的、机械的自然观念出发的。力学无疑是高度发展 

的、成熟的科学。当时——1875年前后,只有为数不多的人曾考虑自然学说 

的其它一些领域,例如电动力学,已不可能用力学发展中的原先的方法去深 

入地研究了。 

     马克斯·普朗克向学校提出了兼修理论物理的请求。但很多物理老师都 

试图劝阻17岁的少年进入纯理论的领域,他们罗列了许多理由,想说服马克 

斯·普朗克。 

     然而马克斯·普朗克下定了决心,说什么也不改变自己的决定,这是他 

不顾教师们的劝阻而独自作出的献身物理科学研究的决定。 

     马克斯·普朗克在慕尼黑大学极其认真地从事数学和物理学的研究达6 

个学期,他还进行了他一生中唯一的一些实验。 

     繁重的课程并没有压倒马克斯·普朗克,他一边努力学习,一边仍然从 

事音乐工作。他曾是大学合唱团的指挥,还领导了一个乐队,每逢节日就在 

大学教堂里演奏。在音乐家中,他依然喜欢童年时的偶像:舒伯特、舒曼和 

勃拉姆斯。 

     正当马克斯·普克发愤求学之时,一场疾病从天而降。 

     1875年冬,马克斯·普朗克不幸得了肺病,使他不得不休学了。 

     在家养病的马克斯·普朗克并没有停止学习,他认为时间是无比宝贵的。 

在病榻上,他依然手不释卷。心无旁骛的学习,使得马克斯·普朗克的眼界 

更开阔,他了解到,在柏林大学许多人在从事理论物理学的研究,如赫尔姆 

霍茨、基尔霍夫、克劳休斯和波尔茨曼等,这些人都是德国理论物理学中的 

杰出人才。 

     他迫不及待地想去柏林。 

     1877年,马克斯·普朗克的身体完全康复了,他马上向柏林大学提出申 

请,要求转到那儿去完成学业。经过努力,马克斯·普朗克终于如愿以偿, 

进入柏林大学,在赫尔姆霍茨和基尔霍夫门下攻读物理学。 

     得到柏林大学来的通知时,马克斯·普朗克高兴得像一个小孩子,他仿 

佛感觉到,一个属于他的时代已经到来了。 

                           四、孤独的热力学家 



     按理说在著名的研究者门下学习,应该是件好事,最起码耳濡目染能了 

解物理学最新的研究动态。但这样的环境,马克斯·普朗克却并未觉得对自 

己有“显著的效益”。他在《科学传记》中回忆了当时的情景: 

      “显然,赫尔姆霍茨从来没有对讲课认真地作过准备,说起话来总是嗫 

嗫嚅嚅,吞吞吐吐。他从小小的笔记本里取出必要的数据,而且在黑板上还 

常常写错,在我们的脑海里没有去掉这样的感觉,即感到他自己也同我们一 

样似乎至少是厌烦这次讲课。因此,听课的人逐渐减少,最后只剩下三个 

人…… 

      “与此相反,基尔霍夫却精心准备宣读的教程,在教程里,每一个句子 

都是经过反复斟酌的,该摆在什么位置就摆在什么位置上,不少一句话,也 

不多一句话。但总的说来,这像是某种背熟的、枯燥的和单调的东西。我们 

赞叹的是讲课者本人,而不是他讲的东西。” 

     尽管这样,马克斯·普朗克仍然一节不拉地去听讲课。不像其他物理学 


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家,马克斯·普朗克没有在物理学实验室里工作过,他只是详细记录两位导 

师和数学家魏尔斯特拉斯的讲课纲要,并在家里用心地研究这些讲课纲要。 

     在 70年代,这位开始起步的理论物理学家在很大程度上还是一个自学 

者,尽管他是名正言顺的柏林大学的学生。 

     在论文著作课中,马克斯·普朗克自修了热学领域的权威克劳休斯的著 

作,使他受益很大。克劳休斯——这位伟大的研究者——的作品以其阐述的 

清晰和令人信服的力量吸引着马克斯·普朗克。 

     直到今天,当我们来评价马克斯·普朗克的贡献时,首先要讲到的,无 

疑是他在热力学方面的成绩。 

     马克斯·普朗克一生在热力学方面下最长久的功夫,取得了重要的成绩。 

他曾经着重研究了不可逆方程,提出了自己的热力学第二定律的叙述方式。 

在另外一些方面,他也发表了一些发人深省的见解。他起初重视热力学理论 

的唯象性和连续性,宣称不必借助于有关物质由分子构成的特殊假设来解决 

问题。但是他的这种看法后来发生了一定程度的变化。他的研究结果和美国 

人吉布斯的结果不谋而合,当他得知此事后,就很自愿地承认了吉布斯的先 

见之明。他写的《热力学讲义》一书,曾经在30多年的时间内被公认为一本 

特别清楚、特别系统和特别精辟的热力学名著。事实上,在1900年前后,他 

已经成为了国际性的热力学权威。 

     1879年,21岁的马克斯·普朗克提交论文《论机械热学第二定律》进行 

答辩,使他获得了哲学博士学位。 

     在论文中,马克斯·普朗克研究了导热过程不可逆的问题,还提出了表 

达熵最初的一般公式。 

     熵——没有给出明显概念的状态和数量特征,决定着能量转换不可逆的 

程度。马克斯·普朗克的表达方式是:“任可方法也不能使导热过程为可逆 

的”,——这就超越了克劳休斯提出的熵概念定义的范围。他把熵概念变为 

甚至适用于不平衡状态的科学抽象,因而创造性地概括了熵概念。他从一开 

始就把熵的问题摆在自己研究的中心,这一确定决定性地促使了量子论的创 

立。 

     然而,这一篇远远超越科学发展的著作,“给当时的科学界的印象等于 

零。”——60年后,马克斯·普朗克在《科学传记》中如是说。 

     虽然他在论文答辩时获得高度评价,但是主考之一阿道夫·冯·拜耳却 

暗自认为理论物理学是完全空洞的科学,所以对年轻的马克斯·普朗克表现 

了极为轻视的态度。 

     拜尔是一名化学家,诺贝尔化学奖得主。他属于充满经验主义情绪的自 

然科学家之列,这些科学家把直接证明的实验数据范围以外的一切统统弃 

掉,认为是“投机的东西”。 

     马克斯·普朗克把他的博士论文寄给赫尔姆霍茨,而这位导师也许根本 

没有翻阅过它。在这个领域内进行研究工作的基尔霍夫仔细地读了这篇文 

章,但他把马克斯·普朗克的思维过程当做错误的想法否定了。最后,连克 

劳休斯也没有回信,尽管克劳休斯的著作最接近马克斯·普朗克的想法,并 

以其作品直接唤起了这个年轻科学家对熵的研究。 

     面对这样的挫折,马克斯·普朗克并没有停步不前,也没有陷入失望和 

丧失勇气。他是那样地坚信自己道路的正确性和自己结论的合理性。 

     1880年6月14日,也就是马克斯·普朗克博士论文发表的第二年,为 


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了获得在大学教授“理论物理学”的权利,年轻勇敢的研究者提交了《各向 

同性体在各种温度下的平衡状态》这篇论文,并顺利地通过答辩。这是再一 

次论述热和机械能相互作用的研究。 

     马克斯·普朗克回到慕尼黑,成为慕尼黑大学讲师,讲授“气体力学理 

论原理”。 

    有些科学家指出,在普朗克对辐射问题的贡献中,巧妙地结合了他对不 

可逆过程的研究和电动力学的研究。当时麦克斯韦电磁理论已在德国流传开 

来,而作为理论物理学家的普朗克,也曾经试图把热力学和当时还是新理论 

的麦克斯韦电动力学统一起来。他早在1891年就曾指出“熵增原理必须扩充 

到所有自然力……这不但包括热过程和化学过程,而且也包括电过程和别的 

过程。” 

    为了给热辐射不可逆性的处理作好准备,他从1895年开始就认真研究了 

电动力学。他的最终目标是通过研究保守性的效应来考察不可逆过程。为此 

目的,他研究了电磁振子,而这种研究在他的热辐射理论中起了明显的、重 

要的作用。为了证明麦克斯韦理论在红外谱域中可以适用,他在 1911年到 

1912年间,曾试图把量子理论中的参量和经典理论中的参量等同起来,这种 

方法和思想,曾被某些浅见之士说成“普朗克的对应原理”,但这种指认其 

实是对真正的对应原理的一种严重曲解! 



                       五、科学的传播者和倡导者 



    物理学家A。派斯曾经比较过早期量子理论的三位大师,他指出:普朗克 

是一位正规的�
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