1　黑体辐射叛逆经典　普朗克释放量子妖精

1.1　量子学之父，已垂垂老矣

1946年夏天的英国剑桥，弯弯曲曲的剑河两岸，既有壮观的哥特式建筑，又有柳绿草青的田园风光。一位老者，步履蹒跚地徘徊于一条田间小路，若有所思，若有所忆，不经意间撞到一个正在玩耍的小男孩。

男孩金发碧眼，看似八九岁的样子，观此身着西装之老者：饱满的前额，几根稀疏的头发纹丝不乱地贴在光秃秃的大脑门上。眼镜下透出的目光，虽沉稳却显无力，使男孩感觉他不似当地人，于是张口便问：“老爷爷何方人士？”

老者见孩子聪明可爱，布满皱纹的脸上浮起一丝难得的笑容，仿孩子的语气答曰：“在下德国人普朗克也！”不料男孩眼睛一亮：“莫非是那位打开潘多拉魔盒，放出了量子小妖精的马克斯·普朗克？”

老者道：“正是敝人……”

孩子喜出望外：“啊，原来你就是前辈们常提起的量子之父！久仰久仰！”

男孩立即兴奋地拉住老者不放，要听他讲量子妖精的故事……

刚才的对话是笔者杜撰的，但场景和年代却是真实的。那年刚刚停止战乱，大局方定。已经88岁的普朗克，支撑着虚弱不堪的病体，从柏林来到英国，参加英国皇家学会举办的、因战乱而推迟了4年的牛顿诞生300周年纪念会。在所有与会科学家中，普朗克是唯一被邀请的德国人，这固然是基于他在科学界的崇高地位。

让我们来回答男孩的疑问：普朗克何许人也？为何人们称他为“量子之父”？他打开了什么样的潘多拉魔盒？又放出了何种妖精？

田间漫步的普朗克，当年的确是到了行思坐忆的年龄，往事一桩桩浮上脑际……

这次来参加他毕生崇拜的物理学祖师爷牛顿之300年诞辰纪念会，他能不回忆自己“理解和质疑同在，保守与创新共存”的学术生涯吗？皇家学会邀请的专家遍布世界各地，中国人中也有周培源、钱三强、何泽慧等物理天文量子高手被邀。当年的德国人中不乏有名的物理学家，纪念会却独请他一人。悲情伟人，以国以民为先！作为一个热爱德意志的战败国国民，他是否会反思他那盲目的爱国情怀？他又怎能不缅怀自己坎坷磨难的一生呢？还有他破碎的家庭以及在两次世界大战中失去的亲人。

况且，他来参加会议的目的之一，仍然是企图于战后重建德国科学界的地位……

马克斯·普朗克（Max Planck，1858—1947）出身于一个学术家庭，曾祖父和祖父都是神学教授，父亲是法律教授。普朗克是他们这个大家庭中的第6个孩子，在德国北部之城基尔出生（图1-1、图1-2）。

普朗克从小就是科学的信徒！牛顿的信徒！经典物理的信徒！虽然他从小有音乐天赋，唱歌弹琴都很在行，还曾经准备攻读音乐，但最后仍然舍弃不了更为钟爱的物理。

他的大学数学老师亦尝劝之：弃物理，学别的！因为物理那儿已经有了牛顿和麦克斯韦之理论，经典物理学的大厦完美无缺，凡事皆有路可循、有道可通，似乎已经无题可究、无经可修了，剩下的只是打扫垃圾、填补漏洞而已！

普朗克则淡然答之：“吾并非期待发现任何新大陆，仅望深入理解已存的物理学基础，知足也。”

爱因斯坦于1918年4月在柏林物理学会举办的普朗克60岁生日庆祝会上发表演讲曰：“科学殿堂各式各样人物多矣，或求智力快感者，或欲追名逐利者。普朗克却非此二类人士，纯粹为虔诚物理之信徒，此吾所以深爱之也。”

1877年，普朗克转学到柏林洪堡大学，在著名物理学家亥姆霍兹和基尔霍夫、数学家卡尔·魏尔施特拉斯门下学习。普朗克在学术上受益匪浅，但对他们的教学态度却不以为然。例如，普朗克如此评论亥姆霍兹：“他让学生觉得上课很无聊，因为不好好准备，讲课时断时续，计算时经常出现错误。”这些经验，促使普朗克自己后来成为一名严肃认真、从不出错的好老师。

1879年，年仅21岁的普朗克获得了慕尼黑大学的博士学位，论文题目是“论热力学第二定律”。之后，在度过了相对平静的十几年教职生涯后，从1894年开始，普朗克被黑体辐射的问题困惑住了。