普朗克是谁在科学上有什么贡献

量子力学的创始人普朗克，量子力学之父

1900年，德国柏林大学教授普朗克首先提出了“量子论”。 1906年12月14日，普朗克在柏林的物理学会上发表了题为《论正常光谱的能量分布定律的理论》的论文，提出了著名的普朗克公式，这一天被普遍地认为是量子物理学诞生的日子。

马克斯·普朗克(1858年-1947)在1900年首先形成了他的量子论。这一理论如同5年后爱因斯坦发表的相对论一样，对物理学产生了深远的影响。

普朗克，1858年出生于德国。他终生从事热力学研究，最大科研成果是提出了量子假说。普朗克很早就投入了对黑体辐射的探索，在用经典物理理论无论如何都解释不了探索结果的情况下，他对经典物理理论进行了否定，提出崭新的量子假说新概念，并据之得出了公式，把辐射能量与辐射光谱统一了起来，解决了黑体辐射问题。普朗克的量子假说认为，辐射是由一分分的能量组成的。就象物质是由一个个原子组成的一样。辐射中的一份能量即是一个量子。量子的能量大小取决于辐射的波长，波长越短，能量越大；波长越长，能量越小。换句话说，就是量子的能量与波长成反比，与频率成正比。所谓量子，来自拉丁文“分立的部分”或“数量”一词。光正是一个个量子的连续发射，但由于人的眼睛有视觉暂留现象，所以看不到一个个分离的量子，而看到的是一道道光线。从而，为新物理学的产生奠定了第一块基石。

　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。因此，光量子的提出本身是一个革命性的行动，从这个意义上讲，普朗克无疑是量子力学发展史上第一个革命者。但是，受过严格经典物理学训练的普朗克，看到自己为形势所迫，不得不提出的量子假说造成的对经典物理学理论的“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思想感情，使他开始了试图取消量子假说，或者使量子假说纳入经典物理理论的奋斗。

　　普朗克的这一奋斗造成了必然的失败。他从1901～1914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。”

　　普朗克尽管是新理论的开拓者，但他在刚刚提出量子假说后便又缩了回去，没有能够在这一假说的基础上，建立起崭新的微观物理学理论量子力学的大厦，把已经得到的东西失掉了。就在普朗克修正他的量子假说之时，德国物理学家爱因斯坦大胆革命，继续为量子理论的发展开拓道路，不仅证实了量子的存在，并在普朗克量子假说基础上，为建起量子力学大厦做出了进一步的努力。

　　普朗克是一位老派的学者。他为人正直高尚、奉公守法、谦虚谨慎，从来不愿意炫耀自己。他自称没有特殊的天才，不能同时处理许多不同的问题。在学术工作中，他主张尽可能地谨慎，不到万不得已不愿意打破传统的“框框”。他把自己的量子假说称为“孤注一掷”的办法。就是说，只是在实验事实的逼迫下，他才终于“上了梁山”。因此，人们常说他是一个“不情愿的革命者”。

简单说普朗克科学成就如下：

1.普朗克早期的研究领域主要是热力学。他的博士论文就是《论热力学的第二定律》。此后，他从热力学的观点对物质的聚集态的变化、气体与溶液理论等进行了研究。

2.提出能量子概念

普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。

3.1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中，系统地总结了他的工作，为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。

普朗克的量子恐怖在什么地方

黑体是指能完全吸收外来电磁辐射，既无反射也无透射的物体。从定义可以看出，黑体和质点、刚体等等，都只是理论上的抽象。根据物理理论，物体只要有温度，就会不断以电磁波的形式向外辐射能量，当然黑体也不例外。

19世纪下半叶，由于工业特别是冶金工业发展的需要，人们越来越重视对热辐射和黑体辐射研究。在实验中已经可以精确测定热辐射和波长的能量关系。现实迫切需要对黑体辐射的理论加以完善，并进一步指导实践。

在实验数据的基础上，维恩从经典热力学理论出发，假设气体分子辐射频率只与其速度有关，并根据统计物理，推导出了黑体辐射的维恩公式：然而，这个公式的问题在于只在高频辐射端和实验数据吻合得很好，在低频端并不适用。

科学家们为此伤透了脑筋，既然黑体辐射讨论的是电磁波的发射问题，电磁学中已经知道，带电粒子或电流作简谐振动时就将辐射电磁波，黑体辐射问题就应该在电磁学的基础上讨论解决。据此，瑞利和金斯两人从能量均分理论和经典电动力学出发，推导出了另一套黑体辐射公式：

，即瑞利-金斯公式。然而这个公式偏偏只在低频有效，在高频端却不适用，即所谓的“紫外灾难”。

这下科学家更伤脑筋了，其核心在于，到底如何建立一套完整的黑体辐射公式。作为一个经典热力学科学家，普朗克也投入到了这项烧脑的研究中去。作为一个传统物理学家，普朗克也是按照经典的研究方法开展工作的，即从基本的物理定律出发，演绎和构建新的理论体系。然而，不管他是从经典热力学出发，还是从电动力学出发，都难以构建起黑体辐射的完整体系。传统的物理理论在这一领域好像失灵了。普朗克的研究陷入了僵局，他一干就是六年，却始终一无所获。

就在普朗克几乎要绝望的时候，他忽然灵机一动，去他的基础理论吧，我先把公式凑出来再说。这时，维恩公式和瑞利-金斯公式不再是暨待修正或推倒重来的公式，而变成了普朗克加工的素材，他的工作也纯粹变成了一场数学游戏。普朗克加加减减、拼拼凑凑，通过插值法竟然真的凑出了一套公式，可以分别在低频和高频端满足维恩公式和瑞利-金斯公式。这就是著名的黑体辐射的普朗克公式：

得到公式后，普朗克开始按预想寻找理论解释。然而，这一找不要紧，普朗克发现找来找去，他不得不承认一个假定，即电磁辐射的能量是按最小能量单位的整数倍进行的，他将这个最小能量单位称为能量子，后人改称为量子。这个假定太富于革命性了，在它刚被提出时，没有人赞同它。的确，在经典物理学的思想里，能量是连续的。而在量子假说中，能量只能是一份一份地被发出来，这看上去是不可思议的。

事实上，普朗克本人都不喜欢这个假定。在他小心翼翼地提出量子假说后，仍然花费了15年的时间试图找到能从经典物理学导出的方法来代替量子假说。但始终没有成功，只有采用量子假说，黑体辐射的理论才能与实验完美地结合。

对于我们普通大众来说，离散的能量带来的震撼可能还不够。那么这个理论到底恐怖在哪里呢？那就是打破了经典物理学的连续性根基。单以能量而言，比如我们看到温度从1度上升到3度，那么自然会认为温度会经过其中的任何一个值，那么如果是离散的，那么温度越过的那些空白到底是什么？如果能量不是连续的，那么时间、空间也就存在着不连续的可能，而这可能颠覆整个经典物理学的大厦。我们知道，牛顿的封神之作叫《自然哲学的数学原理》，这部书构建起了完整的经典物理学大厦。这里自然哲学我们可以理解为科学，数学原理就是微积分，也就是说，经典的物理学体系是以微积分为基础的。而学过微积分的都知道，“连续”、“光滑”在微积分中有多么多么的重要。而现在，“连续”出了问题，“光滑”更无从谈起，经典物理的大厦面临倒塌的危险。而这才是普朗克的量子恐怖的地方。

但科学发展的车轮滚滚向前，量子假说顽强地生存了下来，并催生出了崭新的量子力学。对于普通大众来说，我们仍生活在经典物理的世界里，一切似乎没什么变化。但当我们深入到微观的世界，我们就会发现这样的理论有多么的震撼。由于量子的出现，在那个世界，经典的物理大厦或许已经倒塌。

普朗克坚决反对纳粹分子，这使他在希特勒时代的处境十分危险。他的次子有一次参与一伙军官暗杀希特勒的密谋，但因刺杀未遂于1945年初被处以死刑。普朗克于1947年去世，终年89岁。

量子力学的发展可能是二十世纪中最重要的科学发展，甚至比爱因斯坦的相对论还要重要。普朗克常数h在物理理论中有着重要的作用，现在被认为是两三个最基本的物理常数之一。它出现在原子结构学说、海森堡测不准原理、幅射学说和许多科学公式中。普朗克最初计算出来的常数数值比今天使用的相差百分之二。

一般认为普朗克是量子力学之父。虽然他对此理论后来的发展没有起什么作用，但是若把他的名次排得太后是不公正的。但彪炳青 史的贡献是“能量子”概念的提出。普朗克奠定量 子理论的整个过程可分为两个阶段:第一个阶段是寻找黑体辐射的普遍公式,事实上,这是普朗克一 开始的最高目标;第二个阶段是对所找到的普遍公 式的一个假设性的解释,在这一深思熟虑的解释中,发现了基本作用量子。其中第一个阶段除了体现他高深的数学修养之外,还表现了他坚韧不拔、有条 不紊和一丝不苟的性格。而在第二个阶段就明显地 表明了他的非凡的勇气和创新的思维特征,因为在 这个过程中,他运用了巧妙的概念组合方法,还做 出一个前所未有的假设,即振子的能量必须取不连 续的、离散的值。这是一种冲破传统观念束缚的创新性思考,正是具有坚韧不拔的性格及敢于挑战经 典观念的勇气,打破陈规的胆识,普朗克才有可能 提出能量子假说,引入作用量子。

牛顿，爱因斯坦，普朗克......哪位科学声望更高？中国科大顶级期刊发文实证测度

中国科大和复旦大学合作发表了一篇科技特色的人文研究成果，实证测度了科学家的科学声望（scientific fame），基于全球1.26亿本图书文献大数据中科学家全名的词频分析，描绘出物理学家在人类历史上声望的兴衰演变。该方法进而揭示出：虽生不过百年，科学巨匠们的贡献与声望跨越时空，对人类文明和社会进步发展的影响能持续数百年甚至上千年，成为科学精神文化的组成部分，这或许就是科学家们终其一生所竭力追求的人生终极价值。2018年，该成果以理论研究型长文“Long live the scientists: Tracking the scientific fame of great minds in physics”发表于信息计量学国际顶级期刊Journal of Informetrics上。

书籍作为知识的重要历史载体在计量学领域鲜有关注，论文引用率及发表是当前学界对科学家影响力最重要的学术评价指标，但其适用范围为学术共同体内的短期评估。近年来，尽管一些基于网络及社交媒体数据提供了补充计量指标，但依赖于新媒体信息的评估历史短暂且稳定性弱。因此，作为测度科学家声望的一种尝试，该项研究基于Google Books的3600万本历史图书和Google Scholar的9000万篇学术论文，使用了57种不同的语言来测试科学家全名在谷歌语料库中出现的词频，以大数据可视化来分析测度物理学家及主要学术贡献在学术圈以外的长周期影响力轨迹。

该测度方法进一步给出21世纪最有影响力的物理学家名单，前5名依次为爱因斯坦、普朗克、牛顿、帕斯卡和伽利略。在400年后的今天，早期科学家如牛顿、帕斯卡，虽然已经不能站在科学前沿，但他们的贡献在历史沉淀中逐渐变成了科学知识体系的奠基石。他们的姓名、科学成果、科学轶事（如牛顿和苹果的故事）以及顽强斗志（如排名第6的霍金）在书籍中为世人传颂，演变成了科学精神文化符号，激励着一代代学者勇攀科学高峰。

在物理学领域，尤其是在量子力学和热力学领域，普朗克贡献极大，他是量子力学最重要的创始人之一，甚至可以这样说，量子力学适于普朗克提出的“能量子”概念，由此也引发了量子力学的一场革命！

在博士学位时期，普朗克就一直专注于热力学第二定律的研究，并在这个过程中提出了能量子概念，还有一个常数，普朗克常数（这个常数非常重要）。同时，他还研究了黑体辐射问题，出现了“紫外灾难”，普朗克提出能量并不是连续的，而是一份一份的，这就是能量子概念，很好地解释了黑体辐射问题，因此获得了诺贝尔奖。普朗克提出的量子概念是量子力学的开端！

之后出现的普朗克长度，普朗克温度，普朗克时间都是在量子概念基础上得出来的，都设计到最基本的一个常数，普朗克常数！

或许，在量子力学领域，普朗克是最伟大的物理学家，甚至没有之一。在整个人类物理学界，普朗克也绝对有实力进入前十！

这种结论没有任何夸大成分，量子力学经过了几十年发展，尤其到了今天，我们更加感受到量子力学的震撼和颠覆性。虽然很多时候我们不理解甚至很难接受诡异的量子世界，但那些诡异现象是真实存在的。

如今量子力学已经成为现代物理学大厦的基石之一，而这个基石的基石就是普朗克！