马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克(1858-1947)是德国理论物理学家,量子力学的开创者和奠基人,其于1900年提出的能量量子化假说彻底颠覆了经典物理学,开启了20世纪的物理学革命。他出生于基尔一个法学教授家庭,早年于慕尼黑大学和柏林大学学习物理学,深受热力学奠基人鲁道夫·克劳修斯的影响,并终身笃信其严谨性。普朗克科学生涯的转折点始于1894年,他将研究重心转向当时令人困扰的黑体辐射问题——即描述物体热辐射能量随波长分布的理论公式。 经过长达六年的艰难探索,在经典理论均告失败后,他于1900年12月14日(后被视作量子力学诞生日)采取了一个“绝望之举”:他假设电磁辐射的能量并非连续变化,而是以一份份不可再分的“能量子”形式发射或吸收,其能量与辐射频率成正比,即 E = hν。公式中的比例常数h,即普朗克常数,成为量子世界最基本的标尺。这一革命性假说完美拟合了黑体辐射的所有实验数据,解决了“紫外灾难”困境。普朗克的成就远不止于此。他推导出的黑体辐射公式直接启发了爱因斯坦1905年提出光量子概念;作为柏林大学物理学教授和普鲁士科学院院士,他长期担任德国科学界的领袖,于1913年成功将爱因斯坦引荐至柏林;1918年因其量子发现荣获诺贝尔物理学奖。这位毕生性格保守、热爱古典音乐与登山、却亲手推翻经典物理学连续世界观的科学巨匠,其个人生活充满悲剧:两子均死于战争,宅邸毁于空袭。晚年,他坚决反对纳粹政策并尽力保护犹太裔同事,其名字被授予德国最高科研机构(马克斯·普朗克学会)。普朗克常数h的提出,如同在自然定律中嵌入了一个不可撼动的“原子”,标志着人类认识自然的方式发生了根本性转折,其影响远超物理学,重塑了化学、生物学乃至整个现代技术文明的哲学基础。#科普 #知识科普 #历史 #人物 #物理
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1900年,普朗克绝望地发现: 否则物理公式根本不成立 这就像你凑近看屏幕 其实只是一堆粗糙的马赛克 他试图告诉自己:“这只是一个数学魔术 只是为了凑出答案 最后 他在公式旁颤抖着写下了一个常数: (普朗克常数) 这个常数,后来被称为“普朗克常数”。 它无情地揭示了一个事实: 是有分辨率极限的 当你把物质分到10的负35次方米 也就是普朗克长度时 现实就不复存在了 再往下,没有画面了 物理定律在那里失效 时间和空间在那里破碎 向宏观走 当我们把视角投向930亿光年之外 那是地图边缘的“空气墙”。 光速限制了信息的加载速度 而地图的边界 一头是渲染不出来的微观像素 另一头是永远加载不出来的宏观边界 我们,被死死困住了 为了看清这座囚笼的全貌 一把能跨越62个数量级的尺子 而最完美的参照物,就在你的手边 比如这颗苹果 它正悬浮在宇宙最不可思议的“中心”。 大约藏着1亿个细胞 由10的25次方个原子组成 每一个原子,直径都不超过一纳米 但这还不够微观 如果我们把目光投向物理学理论上的最小体积单位 你会发现,仅仅在这颗苹果内部 就能塞下大约10的102次方个这样的最小单位 Vₚ≈4.22×10⁻¹⁰⁵ m³ 如果我们把苹果作为积木 去填满我们所知的整个宏大宇宙 你猜需要多少个苹果? 10⁸⁴ 发现问题了吗? 这颗苹果里包含的微观像素 竟然比整个宇宙能容纳的苹果数量 这是一个极度不对称的数字 正好处在一个极其诡异的平衡点上 又比最大的监狱小 不多不少,刚好卡在中间 你好地球人,我是老马 接下来我们将进行一场前所未有的旅行 我们将以这颗苹果为原点,向左 跌入连光都无法逃脱的微观深渊; 飞越那寂静到令人绝望的宇宙尽头 1875年,马克斯·普朗克向他的导师 Philipp von Jolly 理论物理的前景 冯·乔利说:物理学就像几何学一样 剩下的工作 无非是把小数点后的数值测得更准一点罢了 在那个时代,这不仅是傲慢 当时的物理大厦看起来坚不可摧 但谁能想到,仅仅25年后 正是这个被劝退的年轻人 亲手在物理学大厦的底座上埋下了炸药 并点燃了引信 但他并不喜欢当时的教学方式 他觉得赫尔曼·冯·亥姆霍兹教授讲课组织混乱 古斯塔夫·基尔霍夫教授枯燥乏味 于是,他选择了自学 这恰恰是所有革命者的完美配方 普朗克试图解决物理学剩下的最后一个“小补丁”: 也就是解释为什么热的物体 比如烧红的铁
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昕然1月前
马克斯·普朗克(1858—1947)是德国物理学家,量子理论的重要奠基人。他出生于基尔,少年时期随家人迁居慕尼黑,先后在慕尼黑大学与柏林大学学习数学和物理学,1879年获博士学位,研究方向为热力学第二定律。毕业后,普朗克在基尔大学与柏林大学任教,长期专注于热力学、辐射理论与熵的研究,逐步将目光投向经典物理学难以解释的黑体辐射问题。 1900年,为了拟合黑体辐射的实验曲线,普朗克提出能量量子化假说:能量并非连续变化,而是以离散的“量子”形式存在,单个量子的能量与频率成正比,即 E=h\nu,其中 h 为普朗克常数。他据此推导出普朗克黑体辐射公式,成功统一了低频与高频区域的实验结果,解决了经典理论在紫外区发散的难题。这一工作不仅标志着量子概念的诞生,也为后续物理学革命提供了起点。爱因斯坦的光量子假说、玻尔的原子模型等关键进展,都直接受益于普朗克的量子思想。 在热力学与统计力学领域,普朗克深入研究熵的意义与不可逆过程,推动了熵的统计解释,促进了热力学与电磁理论的交叉融合。1918年,他因量子理论的开创性贡献获得诺贝尔物理学奖。晚年在纳粹统治时期,普朗克经历了巨大的学术与个人压力,但仍坚持科学信念。1947年在哥廷根逝世。 普朗克以严谨的治学风格和开创性的科学思想著称。他提出的普朗克常数成为量子力学的核心常量,深刻影响了测不准关系、薛定谔方程等基本理论。量子理论彻底改变了人类对微观世界的认识,并为半导体、激光与现代计算技术奠定了科学基础,普朗克也因此被视为20世纪最具影响力的物理学家之一。#创作灵感 #知识科普 #人物 #普朗克
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