柏林大學1913—1914學年掌管大學校長辦公室的權力托付給了理論物理學家麥克斯·普朗克（Max Planck）。我們大家，不論是他的比較接近的同事還是比較疏遠的同事，都希望利用這個機會，對那些應當歸功于他的科學成就表示高興。

麥克斯·普朗克的最初的獨立工作是他的學位論文《論熱的力學理論的第二原理》，這是他于1879年21歲時在慕尼黑大學提出的。值得注意的是，普朗克從討論很一般的問題開始了他的評論家的活動。這是普朗克的全部工作方式的特點，也可能是純理論工作者一般采用的方法。他們總是從某些最一般的原理出發(fā)，從它推出個別特殊的結論，然后再把這些結論同經驗相比較。

普朗克的第一項重大科學成就是題為《關于熵的增長的原理》的一組論文中的第三篇。（《物理學雜志》（Ann. Phys.），32卷，1887年，462頁）在這篇論文中考查了化學平衡中的一般理論，特別使它適合于稀溶液的研究。固然，這個問題的一般結果是在這以前十多年已由吉布斯（Gibbs）獲得了，而關于稀溶液的研究結果部分是由范特霍夫（Van't Hoff）獲得的。然而吉布斯的著作很少有人知道，并且很難理解。承認它的意義這件事本身就可以認為已經是一種成就：我甚至想，如果普朗克沒有獨立地通過類似道路，他也許不會理解吉布斯的著作。普朗克的上述工作的巨大意義在于：他為稀溶液的平衡建立了一些如此普遍的公式，在其中包括了可從熱力學導出的這些溶液的全部規(guī)律性。根據他的普遍公式，普朗克還在阿雷紐斯（Arrhenius）之前第一個得出這樣的結論：在水溶液中“反常地”提高蒸汽壓（相應地降低冰點或提高沸點），溶質必將被分解。普朗克的普遍公式包含了所謂的奧斯特瓦耳德（Ostwald）的二元電解質的稀釋定律，把它作為一個非常特殊的情況。

關于普朗克上述論文中所考查的純熱力學問題，我們在這里不想多說了。然而我們不應當忽略發(fā)表在1896年《物理學雜志》第56卷中的論戰(zhàn)性文章《反對新的唯能論》，因為它無可置疑地給了在這個領域中工作的人們以巨大的影響。它是一篇精湛的短評，文中指出：唯能論絕不能作為啟發(fā)性的方法，甚至它還使用了缺乏根據的概念。對于每一個真正科學思想的擁護者來說，閱讀這種尖銳的論戰(zhàn)性短評，對閱讀它所反對的那些著作時所感受的苦惱是一種補償。

1896年普朗克研究了輻射理論。人所共知，他在這方面的工作對以后物理學的發(fā)展產生了巨大的影響。沒有這些工作，就不可能有以后幾年熱學研究所獲得的巨大成就。從這些工作出發(fā)，對各種研究成果、理論觀念和新發(fā)生的問題（這些問題是在提到“量子”一詞時浮現在物理學家面前的，它們使得物理學家的生活既活躍，又煩惱）形成了內容豐富的綜合。為了評價普朗克在這方面的成就，需要簡略地考查一下輻射理論的發(fā)展。

每一個物體都輻射熱。因此，任何不透明物體的空腔總是充滿了熱輻射。在十九世紀六十年代，基爾霍夫（Kirchhoff）從簡單的熱力學考慮判明：這種輻射在任何方向都應當是相同的，并且它的性質只取決于圍繞空腔的物體的溫度。

用來表示頻率間隔dν內單位體積的輻射能量。那么，u（單色輻射能量密度）只同絕對溫度T和頻率ν有關，而同空腔壁的物理和化學性質完全無關；u（ν，T）如通常的表示是兩個參數ν和T的普適函數，確定這個函數成了輻射理論中的最重要的實驗和理論任務之一。在純熱力學范圍內無法知道這個函數。

輻射理論中的下一步驟是在1884年由玻耳茲曼（Boltzmann）邁出的，他指出，如果以麥克斯韋（Maxwell）從電磁理論得出的有關輻射壓的定律為基礎，就可以用熱力學方法導出總輻射密度定律：

按照這個定律，表面反射、吸收和分離出來的輻射給予表面以一定的壓力。玻耳茲曼定律允許求出總輻射密度，然而他一點也沒有談到輻射的光譜分布。在1893年，W．維恩（Wien）的重要論文發(fā)表了，文中令人信服地證明，在一定溫度T₁下的輻射密度，可以通過反射壁包圍輻射的區(qū)域的絕熱收縮或絕熱膨脹，轉變到另一個溫度T₂的輻射。由此維恩可以從理論上確定適用于一切溫度的函數u，只要它對頻率ν的相依關系（哪怕是對一個溫度來說）是已經確定了的。因此，關于兩個參數的未知函數簡化為只有一個唯一參數的未知函數。維恩所得到的結果（位移定律）用下式表示：

這里f是一個參數的未知的普適函數。要是物理學家為這一普適函數而犧牲的所有腦汁可以拿來稱一稱的話，那么就可以看到一個壯麗的場面，而這種殘酷的犧牲仍然見不到盡頭呀！不但如此，古典力學也成了它的犧牲品，而且也不能預料，麥克斯韋的電動力學方程是否能夠度過這個函數f所引起的危機。

致力于理論上確定并理解函數f而得到成就的唯一研究者就是普朗克。他利用力學定律和麥克斯韋電動力學定律，研究了具有本征頻率ν₀的電振子在輻射場中的不規(guī)則振蕩。這時他找到了振子的平均振蕩能量U同對應于頻率ν₀的單色輻射密度之間的簡單的關系式。因此，如果能夠把振子，或者更準確地說，把一個有很大數目的振子體系的能量U表示為溫度的函數，那么輻射問題也就解決了。普朗克1901年開辟新道路的論文最終解決了這個問題，他用的方法是多么大膽，又多么富于獨創(chuàng)性。他是從玻耳茲曼在氣體理論中建立的定理出發(fā)的，按照這個定理，狀態(tài)的熵S等于這種狀態(tài)的幾率W的對數同K的乘積。如果能夠計算同一定能量的單色振子相對應的幾率，那么也就可以計算這個體系的熵S，從而也可以計算它的溫度。由于W的確定不十分嚴格，所以不能毫無任意性地來進行這種計算，由這種計算得出的輻射公式是：

迄今為止，這個公式一直為實驗所嚴格地證實，實驗還給出了常數h和k的數值。這一工作的輝煌勝利是由于下述情況。常數k可以從著名的玻耳茲曼原理借用過來，它在那里是由下式來確定的：

從輻射的量度所求得的量k從而也給出了N，即完全準確的分子的絕對數值；看來用這種方法確定的分子數值同氣體理論所得結果令人滿意地相符合。從這時起，根據完全不同的基礎準確地測定N，這些測定輝煌地證實了普朗克的結果，這已成為人所共知的事了。

然而普朗克輻射公式中引入的第二個常數h具有怎樣的意義呢？為了得到合適的輻射公式，普朗克曾被迫作出這樣的假設：振子體系的能量是由分立的、其值為hν₀的能量子所組成的。這個假設同電動力學不一致，也就是一同普朗克本人的研究的第一部分不一致。這方面包含了巨大的困難，這種困難已經占去了理論物理學家將近八年時間。為了消除這個困難，普朗克在此后幾年修改了他自己的理論。在這方面他是否會得到正確的結果，要到將來才能決定。

不僅普朗克公式的正確性，而且在問題的理論考查中所出現的輔助量的實在性，在所有場合下都被搞清楚了。一方面，在光電效應的研究中，在對倫琴射線作用下的物質發(fā)射出陰極射線的研究中，已經證明了能量子實際上在輻射的吸收過程中出現。另一方面，對固體比熱在低溫時減小的研究表明，任何物體的比熱對溫度的依存關系不符合統(tǒng)計力學的結論，而符合普朗克振子理論的結論。

最后，普朗克取得成就的第三個方面是相對論。相對論很快地引起了物理學界的興趣這一事實，在很大程度上是由于普朗克對它的熱情而又堅決的支持。他第一個建立了相對論的質點運動定律，并指出最小作用量原理在相對論中同在古典力學中一樣具有基本的意義。普朗克在關于質點系動力學的一項研究中指出：按照相對論，有一種重要的相互依存關系聯結著能量和慣性質量。

最后我們要提到他的關于熱力學和熱輻射的書——這些都是物理學文獻中的杰作。沒有一個物理學家的藏書室可以沒有這些書，在這些書中普朗克把他自己的大部分最重要的研究成果都概括進去了，并使他的同行都能看懂。當你手中拿著這些書時所感受到的那種愉快，大多是由普朗克的一切論文所具有的那種純真的藝術風格所引起的。在研究他的著作時，一般都會產生這樣一種印象，覺得藝術性的要求是他創(chuàng)作的主要動機之一。無怪乎有人說，普朗克在中學畢業(yè)之后，對于他究竟是要獻身于數學和物理學的研究呢，還是要獻身于音樂，曾經表示猶豫。

祝愿他這樣孜孜不倦地追求知識將獲得豐碩的成果。我們希望，他在將來仍將對科學作出不可估量的貢獻，特別是在解決今天由于他的工作的結果而擺在我們面前的那些困難方面。

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