他死磕6年终让经典物理学崩塌,却掉了颜值,丢了信仰,绝了子嗣
作者:万门
每一个世纪都是
物理学的世纪
1900年,著名物理学教授普朗克和儿子在自己的花园里散步。他神情沮丧,很遗憾地对儿子说:“孩子,十分遗憾,今天有个发现。它和牛顿的发现同样重要。”
他提出了量子力学假设及普朗克公式。他沮丧这一发现破坏了他一直崇拜并虔诚地信奉为权威的牛顿的完美理论。他终于宣布取消自己的假设。
人类本应因权威而受益,却不料竟因权威而受害,由此使物理学理论停滞了几十年。
(马克斯·普朗克)
德国著名的物理学家和量子力学的重要创始人之一。
普朗克出生在一个受到良好教育的传统家庭,他的家族可以称得上是那个年代德国的“贵族”。纯正的“雅利安人”血统,再加上那些光鲜体面的社会身份,牧师、法学家、大学教授等。
(青年时期的普朗克)
这也奠定了他注定不会太平庸的基础。是上天恩赐的幸运儿。
学生时代的普朗克十分具有音乐天赋,钢琴、管风琴和大提琴,作曲等样样精通,被授予法国作曲家的名誉。
而在他生活的那个年代,自然科学是远不像人文和艺术那样受到重视的。但他还是选择自然科学这条不太好走的路。
一个有关普朗克的故事。普朗克获得诺贝尔奖之后,到德国各地作演讲,每次演讲的内容大同小异,都是关于新的量子物理理论的,时间一久,他的司机记住了讲座的内容。
司机说:“普朗克教授,我们老这样也挺无聊的。不如这样吧,到慕尼黑让我来讲,你戴着我的司机帽子会在前排,你说呢?”普朗克说:“好啊。”
于是,司机走上讲台,就量子物理发表了一通长篇大论。后来有个物理学教授站起来,提了一个非常难的问题。
司机说:“哇,我真没想到,我会在慕尼黑这么先进的城市遇到这么简单的问题,我想请我司机来回答。”司机是机敏的。
我认为这个世界的知识可以分为两种:一种是普朗克知识,它属于那种真正懂的人。他们付出了努力,他们拥有那种能力。
另外一种是司机知识。他们掌握了鹦鹉学舌的技巧,他们可能有漂亮的头发,他们的声音通常很动听,他们给人留下深刻的印象。
但其实他们拥有的是伪装成真实知识的司机知识。
你们必须在头脑中拥有一些思维模型。你们必须依靠这些模型组成的框架来安排你的经验,包括直接经验和间接经验。
我看到无论怎么样的光环,如果没有扎实的功底,时间的累积去支持是无法取得让人瞩目的成绩的。漂亮的愿景是需要经历时间的冲刷才能实现。
普朗克画像
马克斯·普朗克知名度与同一时代的爱因斯坦并驾齐驱。他最主要的成就就是发现了能量量子化,由于这项发现,他获得了1918年的诺贝尔物理学奖,而在他的这个理论中,普朗克长度就是其中的一个重要组成部分。
怎么样才能形象的描绘出普朗克长度,它是屹今为止最小的可以测量的并且有实际意义的长度,用厘米表示就是1.6×10的-33次方厘米,与质子相比,只有质子的十分之一。
普朗克长度是用来对空间进行分割的,对于我们所处的空间来说,它是量子化的,也可以说是能够被分割的。它主要应用于空间量子学上,有了这个单位,让物理学得到了一次质的飞跃。
(当人们想要测量一个物体的位置的时候,会用到反射光,如果这个物体足够小,又想将其位置测量的足够准,会用到光子,而光子的能量如果过高,将产生黑洞,使测量失败,而普朗克长度就像是一个标准,只要不达到这个长度以下,测量就不会失败,马克斯·普朗克在量子力学方面的贡献是巨大的,所以对于进行物理学研究的人,绝不能忽视这个长度单位。)
爱因斯坦对普朗克的赞美之情:普朗克与其他科学家相比,他脱离了世俗间的纷争,找到了属于自己的安宁
宇宙大爆炸从一个奇点开始,时间从普朗克时间——5.4×10^-44秒开始算起;从普朗克长度——1.616×10^-35米开始膨胀,然后经过138亿年的演化,成了如今这个样子。
问题来了,既然宇宙、时间都有开端,那么会有终结吗?的确,就像所有事件都会有个终结之时一样,宇宙及其时空也会有个终点。
尽管宇宙演化模型多种多样,但可以肯定的是,我们生活着的本宇宙的确有个终点。
这就是宇宙末日——古戈尔时间,即10^100,10的100次方,就像这样——
10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000。
10^100古戈尔,英文googol,其实泛指极其巨大的数字。
这个单词最初是由美国数学家爱德华·卡斯纳的侄子——密尔顿·西洛塔创造的,卡斯纳在《数学与想像》一书中多次使用了这个单词。
后来被两位硅谷年轻人看中改成Google注册了,这就是著名的谷歌。
在他的一生中,完整地经历了德国的崛起和德国引起的两次世界大战的悲剧。
普朗克原本幸福的家庭,就像他的经典物理信仰一样开始土崩瓦解。
1909年,普朗克的妻子因病去世。他一共有四个孩子,长子于凡尔登战场战死,两个女儿在第一次世界大战期间也死于难产。
而最大的不幸还是次子,他几乎是亲眼看着自己的儿子死去而又无能为力。次子埃尔文在一战期间就曾被法国俘虏。
在1944年,他竟被卷入到刺杀希特勒的720政变中,被纳粹投入监狱。那时的普朗克几乎动用了自己所有的力量,都没能把他唯一在世的亲人救出来。1945年,埃尔文被处以绞刑。
那时,普朗克已是87岁的高龄,晚年丧子的普朗克心力交瘁,身体也终于垮了。他患上了严重的脊推粘连,行动困难,疼痛不能自已。
1944年,盟军轰炸柏林时,炸毁了普朗克的住所,多年来精心保存的日记、通信、文稿、藏书等等彻底毁于一旦。普朗克学术上荣誉无数,但家庭的遭遇让人感觉上帝从他身上索取的比给予的更多。
1947年10月4日,普朗克在极度贫困的情况下,在他侄女的家中去世了。终其一生,他都是个正直温厚,勤勉认真的人。命运的浪潮一次次袭向他,他却如海岸线般一次次承受着,还奉献出美丽的曲折。
他的坟墓只有一块简单的矩形石碑,上面刻了他的姓名,墓志铭只有一行:h=6.63*10^-34J·S.该数值是微观现象量子特性的表征,他以自己的名字命名了它:普朗克常数。
过去与未来,经典与量子,波动与粒子,虚幻与实在。争论和继承中,是一条永不间断的科学的链条。