信徒的灾难
19世纪，在世人看来已趋于完工的物理学大厦很难再会有人有所建树，剩下的至多不过是为牢固的大厦修补修补缝隙罢了，而这座岿然不倒的大厦根基正是以牛顿定律为支柱之一的经典物理学。在看似竣工的大厦中，大多数的物理学家都安然地住在各自的小房间中，就如同归于平淡的家庭主妇，闲暇之时只要挥起刷子粉刷一下墙壁就算添砖加瓦了。
与其说是经典物理学支撑起了当时的整座物理学大厦，倒不如说是那时所有信奉经典物理学的科学家们造就了整座大厦——就如同信仰诞下了上帝。马克思·普朗克便是最虔诚的信仰者之一。
1858年4月23日，马克思·普朗克出生在德国基尔城的一家书香门第，他的曾祖父和祖父都是哥廷根的神学教授，父亲是德国著名的法学教授，叔叔也是哥廷根的法学家和德国民法典的创立者之一。普朗克具有十分不错的音乐天赋，他会钢琴、管风琴和大提琴，还上过演唱课，曾在慕尼黑学生学者歌唱协会为多首歌曲和一部轻歌剧作曲。但最终普朗克却钟情于物理学，选择了物理学作为他的大学专业。在中学时期，因为普朗克在音乐上表现出的突出才能，他准备攻读数学或音乐，甚至还打算研究古典文学，但由于受到数学家奥斯卡·冯·米勒的启发，引起了年轻的普朗克对数理的兴趣。同时米勒也教他天文学、力学和数学，从米勒那儿普朗克也学到了生平第一个物理定律——能量守恒定律。
然而当普朗克告知米勒他想去大学进修物理学时，却得到了这样的回答：“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。”言外之意是劝告普朗克放弃追逐物理学。“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。”普朗克这样说。
我们必须感谢普朗克，他对物理学的执着，才造就了这位人类20世纪最伟大的物理学家之一，同时为人类开启了现代物理学的大门。
普朗克做此选择绝非偶然。他在其《科学自传》中写道：“引导我致力于科学研究和从青年时期就爱好它的原因是一个不显而易见的事实，即我们的思维规律和我们从外界接受到的自然过程的规律是吻合的，因而人们有可能通过纯粹思维对这种规律做出解释。对此具有重要意义的是外部世界是我们所面对的、独立于我们而存在的绝对存在，而探索这种绝对存在所适用的规律，我认为就是最崇高的科学研究任务。”通过这段道白我们可以清楚地看到普朗克世界观的一个重要部分，也可以看到他投身科学的原因以及他科学研究追求的目标。一个青年能置著名数学家之劝于不顾，说明普朗克当时对科学的热爱以及科学研究工作在他心目中至高无上的地位。
爱因斯坦曾于1918年4月在柏林物理学会举办的马克思·普朗克60岁生日庆祝会上发表演讲。他说：“在科学的庙堂里有许多房舍，住在里面的人真是各式各样，而引导他们到那里去的动机也实在各不相同。有许多人所以爱好科学，是因为科学给他们以超乎常人的智力上的快感，科学是他们自己的特殊娱乐，他们在这种娱乐中寻求生动活泼的经验和对他们自己雄心壮志的满足；在这座庙堂里，另外还有许多人所以把他们的脑力产物奉献在祭坛上，为的是纯粹功利的目的。如果上帝有位天使跑来把所有属于这两类的人都赶出庙堂，那么聚集在那里的人就会大大减少，但是，仍然还有一些人留在里面，其中有古人，也有今人。我们的普朗克就是其中之一，这也就是我们所以爱戴他的原因。”
正如爱因斯坦所言，普朗克醉心于物理学，并非为了寻求娱乐和满足自己的雄心壮志，更不是为了牟取功利，他只是一名物理学最虔诚的信徒。然而科学想要进步，唯有不断革新，颠覆旧信仰，创造新真理。
量子假说诞生
如果说19世纪的物理学大厦出自牛顿和麦克斯韦等人之手，那么跨越19世纪的物理学家，诸如普朗克、爱因斯坦等，就必须要铸就出属于20世纪的新的物理学大厦。震颤整个以经典物理学为根基的大厦始于普朗克对黑体辐射的研究。普朗克在攻读博士时，深受克劳修斯的影响，从事了相当长一段时间的热力学研究，并且最终成为了这一领域的专家。在普朗克着手研究黑体辐射之前已经有人做过努力，但都没有成功。普朗克作为一名热力学家，他最大的信念之一就是能量守恒定律。所以普朗克对黑体辐射的研究并没有像前人一般从辐射的频率和温度着手，而是选择了熵和能量作为突破口。
黑体辐射的问题在于长波段和短波段，不同的波段都采取近似值的方式分别用不同的公式表达，并没有人能一起推出符合整个波段的公式。普朗克认为物理学的最高目标就是把“物理现象错综复杂的多元性综合到一个统一的体系，假若可能的话把它综合到一个唯一的公式。”然而当普朗克希望借助传统热力学知识，通过一次又一次实验解决黑体辐射问题时，万金油般的能量守恒定律没能帮助他通向成功。出于无奈，他不得不孤注一掷转而求助于他先前厌恶的统计学观点。普朗克最终引入量子，也就是一份份的能量，推出了符合全波段的公式。在当时科学家都相信能量是连续可变的，怎么可能是一份份的量子呢，这无疑令整座物理学大厦都开始动摇。哪怕是亲自得出这一公式的普朗克，也难以相信这一结论。
普朗克迷茫了，作为经典物理学的忠实信徒，他陷入了深深的困境。正如普朗克最初选择物理学时立下的志向，“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。”然而，如今展现在普朗克面前的却是一片崭新的大陆，这让他不知所措。
量子假说是物理学进入新的发展阶段的标志，它在经典物理学的宏大体系中打开了第一个缺口，为现代物理学基本理论的建立奠定了新的基础。尽管普朗克面对自己提出的量子假说时而彷徨时而迷茫，但作为一名伟大的物理学家却不失崇高的科学品质和精神。普朗克信奉科学，他却并非迷信科学，就在量子假说提出之后，他甚至预言了未来将会出现量子力学——“只要引力定律和光在真空中的传播以及热力学的两个定律保持有效，这些常数就具有它们的自然意义。”“当然，还有许多工作要做……但是开端已有了：量子假设将永远不会在世界上消失……我相信我的下述想法并不太过分：这个假设已为一种理论打下了基础，使它有一天会使人们对分子世界的迅速而奥妙的过程产生新的见解。”在量子假说刚刚提出后，普朗克对他6岁的孩子解释其中的意义时，说道：“今天，我做出了一个发现，它和牛顿的发现一样重要！”
然而，受过严格经典物理学训练的普朗克，对他所提出的量子假说对经典物理学理论造成的“破坏”，心中有说不出的难过，从而限制了他进一步超越经典物理学理论的界限，建立起崭新的物理学理论的研究。相反，他对经典物理学理论极其深厚的感情，使他开始试图取消量子假说，或者使量子假说纳入经典物理理论。
他从1901年～1914年的15年间，两次修改了原来的理论，企图使之纳入经典物理学理论。1911年，他提出第二个理论，对量子假说作了部分修改，即认为它只在发射时是不连续的，而吸收时却仍然是连续的。1914年，他又提出了第三个理论，不管是发射或是吸收，一律都是连续的，全面修改了量子假说，但这一理论在1915年终因未得到人们的支持而被放弃。在这15年中，普朗克在量子理论的知识宝库中，再也没有加进任何值得称道的东西。
普朗克在晚年终于看到了自己的徒劳，他不得不承认“为了设法使基本作用量子适合于古典理论，我徒劳地进行了许多年的工作，耗费了很大精力，结果是枉费心血。现在我认识到，基本作用量子在物理学理论中所起的作用，比我受到的怀疑要重要得多。”
的确，正如世人所看到的，普朗克对待量子假说的态度是保守的。他花费了大量的心血提出量子假说，又不惜用十几年的时间去试图改变它，让量子假说归于经典物理学。在看到“新大陆”的那一刻，普朗克一定是清楚明白其中意义的，从他对小儿子所言就能看出来。但是就如同人第一眼看到真实的世界一样，普朗克有着科学家的好奇和惊喜，也有埋藏于内心深处的恐惧和不安。普朗克去验证、去摧毁量子假说，或许是不相信与他相伴一生的经典物理学并非“绝对”的，抑或只是为了说服自己，让自己彻底醒来。
“伯乐”和他的“千里马”
普朗克虽然在量子假说的提出上表现保守，但并不意味他作为一名伟大的物理学家有失独到的科学眼光和前瞻性。就在普朗克仍为量子假说彷徨之际，比普朗克年轻21岁的青年爱因斯坦在1905年发表了《关于光的产生和转化的一个试探性观点》一文，直接把量子假说拿来提出了光量子假说。也许是因为他实在太年轻不受旧的思想束缚的缘故，爱因斯坦提出的光量子假说，顺利解释了包括光电效应在内的一系列问题。后来他又完成过几篇与普朗克量子假说有关并具创意的文章，如研究比热理论等问题，极大地发展了量子假说。由此可见，普朗克对早期的爱因斯坦有着深刻的影响。两人在科学哲学中的很多方面观点是相同的。比如，坚信自然界的客观性，客观世界的和谐性、统一性，科学研究追求简洁性等等。
1905年6月爱因斯坦的杰作《论动体的电动力学》即狭义相对论诞生。据说这篇惊天动地的文章在一段时期内全世界只有少数几个人能真正理解。物理学界支持爱因斯坦相对论的第一位权威人士就是普朗克。正是他作为德国《物理学年鉴》的主编认识到爱因斯坦论文的价值并予以及时发表。这是爱因斯坦最大的幸运，也是20世纪物理学的另一幸事。我们没有忘记，曾几何时，德国权威刊物《物理学和化学》拒发迈尔的《论力的量和质的测定》一文，而拖延了迈尔能量守恒律问世的时间。
据说普朗克在读完爱因斯坦文章之后给不曾相识的爱因斯坦的信中写道：“你这篇论文发表之后，将会发生这样的战斗，只有为哥白尼的世界观进行过的战斗才能和它相比……”由此可见普朗克作为职业物理学家的卓越洞察力和预见力。果然，后来德国出现了庞大的反相对论机构，在一些其他国家、甚至我国的特殊时期在学术刊物上也有许多对爱因斯坦的 “批判”。
普朗克还是最早庇护相对论的人。1905年底，他就在柏林大学讨论会上作关于相对论的演讲，对相对论给予公开的支持，并用了3年左右时间研究相对论。
物理学家瓦尔特·考夫曼决定通过阴极射线在电场、磁场中的偏转实验检验相对论，并由于错误测量而声称驳倒了相对论。这对相对论极为不利。1906年普朗克不辞辛苦地分析了考夫曼的实验条件，认为它是靠不住的，指出应慎重地再做一次实验。同时普朗克发现爱因斯坦给出的电子运动方程根据不充分（爱因斯坦奠基性的论文在这一点上的确不正确），并自己重新推导出该方程，得出相对论动能表达式，发展了相对论动力学。
通过研究，普朗克在相对论中发现了符合自己科学信仰的东西。他认为最小作用量原理在相对论中具有特别重要的意义：“最小作用量原理处于比两者（能量守恒和动量守恒）更优越的地位，自然界所有可逆过程都受其支配。”
普朗克还给予爱因斯坦其他方面的帮助和爱护。1909年，身为德国自然科学家和医学协会理事的普朗克亲笔写推荐信，接着在秋天时爱因斯坦受聘为苏黎士大学特约教授。1913年夏，普朗克亲自身赴伯尔尼聘请爱因斯坦到柏林，成为科学院院士、“皇家威廉物理学研究所”所长。很多人都知道爱因斯坦的讲课水平实在不敢恭维，但普朗克并未因此对爱因斯坦成为大学教授有所排斥，反而在聘书中特别注明：聘请爱因斯坦为柏林洪堡大学讲席教授，一节课都不用上！
没有德高望重的普朗克的支持和宣传，爱因斯坦和他创立的相对论不会那样快就引起人们的重视并确立其在现代物理学中之地位。爱因斯坦自己承认：“相对论很快地引起了物理学界的兴趣这一事实，在很大程度上是由于普朗克对它的热情而坚决地支持。”普朗克发现、支持并保护了爱因斯坦的故事，必将在物理学历史上流芳千古。
正是普朗克对待科学的那份赤诚，照耀了20世纪的物理学界，打开了现代物理学的大门。正如爱因斯坦在普朗克的书中所写道的：“渴望看到这种先定的和谐，是无穷的毅力和耐心的源泉。我们看到，普朗克就是因此而专心致志于这门科学中的最普遍的问题，而不是使自己分心于比较愉快的和容易达到的目标上去……促使人们去做这种工作的精神状态是同信仰宗教的人或谈恋爱的人的精神状态相类似的；他们每天的努力并非来自深思熟虑的意向或计划，而是直接来自激情。”
悲情人
一战前，“所有的德国学者，包括知名学者和年轻同事，都信仰国家主义”。一战开始后，德国学者们于当年10月发表臭名昭著的《告文明世界宣言》，公然为德国的罪恶战争辩解。在宣言上签字的共有九十三位德国学术精英，普朗克和伦琴均赫然厕身其间。爱因斯坦携两位学者强烈谴责此文，并针锋相对发表《告欧洲人宣言》。德国科学界为此掀起经久不衰的“揭穿爱因斯坦学术骗局”的政治闹剧。
一战结束，德国败降，普朗克等众多学者公开为《告文明世界宣言》道歉。然而，正如罗素所说的“人类唯一的历史教训就是忘记了历史的教训”。不满十年，纳粹法西斯席卷德国，德国学者集体失忆，忘却前朝旧事再次紧跟“元首”。当爱因斯坦挺身反击纳粹时，许多科学家居然微词他“过激”。
或许是普朗克盲目的爱国情怀，致使他作为德国最德高望重的科学家之一却并没有发出正确的声音，甚至在德国学术界抨击已前往美国的爱因斯坦时，他也没有第一个站出来保护昔日旧友。但在希特勒迫害犹太人时，普朗克唯恐德国科学界蒙受损失，曾“上言”请求希特勒不要迫害犹太科学家，却遭到一顿斥骂。抑或正是因为普朗克深知位居其位，哪怕承担一些骂名也要尽力保全德国科学界。
普朗克发现量子假说，却执着于推翻自己；一生崇尚科学，却在法西斯的统治下迟疑。忠于对科学的信仰，让他屡陷困境，一生勤恳，却因大是大非之事受人质疑，正如德国物理学家埃瓦德所言：“普朗克是个悲情角色……”
即使如此，普朗克为人类科学所做的贡献却不容置疑。1918年，普朗克荣获诺贝尔奖，这位学养深厚的贵族教授温文尔雅、平易近人，赢得上至德皇威廉二世、下至引车卖浆之人的广泛爱戴，人未去世，头像就被印在了两马克金币和邮票上。1958年4月25日，在柏林庆祝普朗克诞生100周年纪念会上，德国著名物理学家海森堡这样说道：“马克思·普朗克的100岁生日恰巧处在一个时代，和以前的时代相比，它在许多领域里，如在政治、艺术和价值标准的领域里，都给人们以一种非常混乱的感觉。所以在纪念像马克思·普朗克这样一个和谐的人格时，我们可引以为慰的是，至少在一个领域里，就是在普朗克一生的工作领域里，可找不到任何一点混乱。相反，在这里表现出来的都是和柏拉图或者开普勒或者牛顿的时代一样的单纯和莹澈的光明。”
推荐访问： 普朗克 马克思 殉道者 悲情
