第85章 33二十三年似梦中（1 / 1）

第85章33二十三年似梦中 人类之所以会痛苦，就是因为自己的能力和欲望并不匹配。 烦心的事，只凭思考却从不行动的话，永远也不会成功。 所以陈慕武干脆不去想那些让他糟心的事，把这个他现在还没能力解决的问题，直接抛到了脑后。 一步一个脚印，踏踏实实的让自己做大做强，才是现在的当务之急。 陈慕武又恢复到了往日平静的那种剑桥假期生活当中：偶尔陪老汤姆孙看一场板球比赛，每天上午写写论文，下午在天气最炎热的时候，就到康河里去找俱乐部的贝斯特他们游游泳。 没有泳镜也好，泳衣不舒服也罢，这些都是微不足道的小问题。 陈慕武从后世带过来的体能、肌肉，还有领先现在一百年的技术动作，才是他能在水中畅游的大杀器。 在康河中，他只需要使出全身的七成功力来，陈慕武就能在一众泳客里一骑绝尘，让别人只能远远望着他双脚打水溅出来的水花而兴叹。 贝斯特还在某一段长直的康河河道中，专门量出来了一百码的距离，请陈慕武测了个速。 在没有起跳入水和蹬壁转身的情况下，没有全力的陈慕武，还是轻轻松松地进入到了五十八秒之内，比这次剑桥－牛津联合运动会上的夺冠成绩，快出了将近一秒钟。 而陈慕武在水里的表现越是优秀，贝斯特在心中就越是后悔。 他埋怨自己当初为什么不多坚持、多变通，即使用尽各种办法，也应该把陈慕武忽悠进俱乐部里来才对。 如果真是那样的话，贝斯特就不用在刚刚过去的运动会上，面对牛津游泳俱乐部那帮胜利者们的丑陋的笑脸了。 或者说，在赛后摆出那种嘲讽脸的，应该是他们剑桥大学才对。 …… 陈慕武不仅仅在康河的游泳赛道中没有对手，在光的粒子说上，他也是遥遥领先。 在老鹰酒吧收到信之后，陈慕武向德国寄出去的那篇论文，几天之后出现在了柏林洪堡大学的一张办公桌上。 打开信封，看到陈慕武这篇论文题目的普朗克，有些哭笑不得。 因为在这张纸的最上面，是一行打字机留下来的铅字，《从第一性原理推导普朗克定律》。 在别人的论文题目上看到自己的名字，那个感觉还是很微妙的。 而这个题目也确实吸引到了普朗克的兴趣，因为这个问题已经困扰了他二十多年。 黑体辐射，一直以来都是德国物理学家的研究热门之一。 十九世纪中叶，出生于七桥问题的那个哥尼斯堡的德国物理学家基尔霍夫，在观看铁匠打铁时获得了灵感。 他从这个常见的生活现象中，提炼出了一个抽象的物理学概念，黑体。 就像“真空中的球形鸡”那样，黑体也是一种理想化的材料，无论是任何频率的热辐射，都能被它完全吸收，没有任何的反射。 同时，黑体也能通过自身的热辐射与所处的环境达成热平衡，既保持同一温度。 黑体对外的热辐射强度，只会和频率、温度有关，而与黑体本身的材料没有关系。 所以只要给定了一个温度，那么黑体辐射在每个频率上的辐射强度都是一定的，于是就可以在坐标系中画出来一条普适的“辐射强度－频率”曲线。 在基尔霍夫提出这个问题后的几十年时间里，德国的物理学家们，一直都把黑体辐射当成了一个重要的课题进行研究。 1893年，柏林洪堡大学的威廉·维恩，在实验基础上总结出了一个经验公式，可以很好地拟合当时得到的实验数据。 几年后，基尔霍夫的学生，刚刚接任了老师在柏林洪堡大学的教职的普朗克年方四十，脑瓜顶上的头发还没有完全掉光。 他给维恩的这个经验公式，赋予了一种热力学上的理论解释，所以这个公式在某一段时间之内，就被称为了“维恩－普朗克定律”。 1899年，普朗克甚至在德国物理学会的一次会议上夸下海口，说以他和维恩教授名字命名的这个定律，其实与热力学第二定律等价。 如果维－普定律出了问题，那么整个热力学体系也会遇到大麻烦。 可是普朗克的这番大话，连一年的时间都没有撑过去。 第二年十月份的某一天，柏林工业大学的海因里希·鲁本斯到普朗克家做客，作为实验物理学家的他向普朗克透露，他们已经把黑体辐射的实验，做到了频率更低的远红外波段，但得到的数据和维－普定律所预测的结果相差极大。 听了鲁本斯的一番话，普朗克深感兹事体大，他钻进自己的书房，对着鲁本斯带来的新数据，整整研究了一晚上，然后发现其实至于要对维－普定律在数学形式上稍作修改，就能很好地拟合这条新的实验曲线。 但这都不是关键，关键是普朗克已经把大话说了出去，他现在修改了这个曾经被自己认为牢不可破的定律，也就意味着热力学大厦出现了问题。 几天之后，鲁本斯在德国物理学会的又一次会议上，公布了那些和维－普定律偏差颇多的实验数据。 这让普朗克也不得不在会议上起身道歉，说自己之前说过的话可能并不准确。 然后他话锋一转，向在场的物理学界同仁，展示了那天晚上他在书房得出的新公式，这次和实验数据对应得几乎是天衣无缝。 因为当时仍是实验为王的年代，这个新公式又实在是过于完美，所以在场的物理学家们，并没有纠结普朗克的这个新公式有没有理论基础，到底从何而来。 自此之后，这个新公式改叫“普朗克定律”，而之前的维－普定律，则又悄悄改回了原本的“维恩公式”这个名称，就好像之前发生过的一切，都和普朗克没有任何关系。 但自认为是一名理论家的普朗克，对他得到这个公式的过程十分不满意。 因为他是在已知实验结果的情况下倒推、拟合、拼凑之后猜出的结论，完全就是一种作弊。 又经过了几个月的思考之后，普朗克终于给出来了一个至少算是数学上的推导过程。 他为黑体辐射时规定了一个只和频率ν成正比的能量最小值（ε＝ｈν），并且把这个能量最小值，叫做“能量子”。 但是这个能量子ε到底是什么，普朗克自己也没能找到一种理论上的解释。 知其然不知其所以然，这让他感到很绝望。 1931年，在评价自己推导出普朗克定律时，普朗克说这是“一个绝望的举动……我将量子假设当作纯粹的形式假定，没有多想其他的，只是想着：我必须得到正面的结果，不管是什么情况、付出什么代价”。 后世总因为普朗克率先提出了量子的概念，所以就尊称他为“量子力学之父”，是新物理学的革命者。 但估计普朗克本人并不想要这个被强安在自己身上的称呼，他可能比当初在陈桥驿，被黄袍加身的宋太祖还不情愿。 顺带一提，虽然维恩的公式早在1900年就被证明了有些错误，但他还是获得了1911年的诺贝尔物理学奖。 而普朗克靠着他的普朗克定律获奖，却还要等到八年之后的1919年，他被爱因斯坦提名，然后被瑞典皇家科学院补发了1918年的诺贝尔物理学奖。 在普朗克发表普朗克定律后的第四天，费迪南德·库尔鲍姆就计算出了一个h=6.55×10J·s的数值来，并把它称为普朗克常数。 几年之后，瑞士伯尔尼专利局的一个小职员，在一篇论文中，再次用到了普朗克常数，还提出来了一个惊世骇俗的光量子假说。 爱因斯坦当然也对如何推导出普朗克定律很感兴趣。 事实上，自从普朗克提出来了这个和实验结果拟合得非常完美的定律之后，不光是他和爱因斯坦，每一个物理学家都在尝试，如何才能从理论入手，推导出普朗克定律。 爱因斯坦在1917年的辐射论文中，第一次推导出了普朗克定律。 但是他的推导过程并不完备，在其中借助了玻尔的原子模型，并且还通过辐射体和辐射场的热平衡才获得了成功。 如果不借助辐射体腔壁上的原子，只考虑辐射场的话，应该也能推导出普朗克定律才对。 爱因斯坦又把自己的光量子理论引入到了这个辐射场中，把辐射体空腔内的辐射不再当做是连续分部的电磁波，而是不同频率的光子。 因为光子之间没有相互作用，所以这个黑体辐射问题就被他转换成为了物理学家们更为熟悉的理想气体系统，用统计手段推导出它的状态来应该是轻而易举的。 正因为如此轻而易举，所以爱因斯坦，还有瑞利男爵三世，以及其他人都曾经尝试过。 但是，谁也没能推导出普朗克定律，反而大家得到的都是和其近似的维恩定律，也就是在1900年德国物理学会的会议上，被普朗克亲手毙掉的那个。 如何从第一性原理推导出普朗克定律，已经成为了物理学界公认的一大难题。 现在，在普朗克提出普朗克定律的二十三年之后，这样一篇论文，终于摆到了普朗克的面前。