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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(1068)

  得到柏林大学来的通知时,马克斯·普朗克高兴得像一个小孩子,他仿 佛感觉到,一个属于他的时代已经到来了。

  四、孤独的热力学家

  按理说在著名的研究者门下学习,应该是件好事,最起码耳濡目染能了 解物理学最新的研究动态。但这样的环境,马克斯·普朗克却并未觉得对自 己有“显著的效益”。他在《科学传记》中回忆了当时的情景:

  “显然,赫尔姆霍茨从来没有对讲课认真地作过准备,说起话来总是嗫 嗫嚅嚅,吞吞吐吐。他从小小的笔记本里取出必要的数据,而且在黑板上还 常常写错,在我们的脑海里没有去掉这样的感觉,即感到他自己也同我们一 样似乎至少是厌烦这次讲课。因此,听课的人逐渐减少,最后只剩下三个 人……

  “与此相反,基尔霍夫却精心准备宣读的教程,在教程里,每一个句子 都是经过反复斟酌的,该摆在什么位置就摆在什么位置上,不少一句话,也 不多一句话。但总的说来,这像是某种背熟的、枯燥的和单调的东西。我们 赞叹的是讲课者本人,而不是他讲的东西。”

  尽管这样,马克斯·普朗克仍然一节不拉地去听讲课。不像其他物理学 家,马克斯·普朗克没有在物理学实验室里工作过,他只是详细记录两位导 师和数学家魏尔斯特拉斯的讲课纲要,并在家里用心地研究这些讲课纲要。

  在 70年代,这位开始起步的理论物理学家在很大程度上还是一个自学 者,尽管他是名正言顺的柏林大学的学生。

  在论文著作课中,马克斯·普朗克自修了热学领域的权威克劳休斯的著 作,使他受益很大。克劳休斯——这位伟大的研究者——的作品以其阐述的 清晰和令人信服的力量吸引着马克斯·普朗克。

  直到今天,当我们来评价马克斯·普朗克的贡献时,首先要讲到的,无 疑是他在热力学方面的成绩。

  马克斯·普朗克一生在热力学方面下最长久的功夫,取得了重要的成绩。 他曾经着重研究了不可逆方程,提出了自己的热力学第二定律的叙述方式。 在另外一些方面,他也发表了一些发人深省的见解。他起初重视热力学理论 的唯象性和连续性,宣称不必借助于有关物质由分子构成的特殊假设来解决 问题。但是他的这种看法后来发生了一定程度的变化。他的研究结果和美国 人吉布斯的结果不谋而合,当他得知此事后,就很自愿地承认了吉布斯的先 见之明。他写的《热力学讲义》一书,曾经在30多年的时间内被公认为一本 特别清楚、特别系统和特别精辟的热力学名著。事实上,在1900年前后,他 已经成为了国际性的热力学权威。

  1879年,21岁的马克斯·普朗克提交论文《论机械热学第二定律》进行 答辩,使他获得了哲学博士学位。

  在论文中,马克斯·普朗克研究了导热过程不可逆的问题,还提出了表 达熵最初的一般公式。

  熵——没有给出明显概念的状态和数量特征,决定着能量转换不可逆的 程度。马克斯·普朗克的表达方式是:“任可方法也不能使导热过程为可逆 的”,——这就超越了克劳休斯提出的熵概念定义的范围。他把熵概念变为 甚至适用于不平衡状态的科学抽象,因而创造性地概括了熵概念。他从一开 始就把熵的问题摆在自己研究的中心,这一确定决定性地促使了量子论的创 立。

  然而,这一篇远远超越科学发展的著作,“给当时的科学界的印象等于 零。”——60年后,马克斯·普朗克在《科学传记》中如是说。

  虽然他在论文答辩时获得高度评价,但是主考之一阿道夫·冯·拜耳却 暗自认为理论物理学是完全空洞的科学,所以对年轻的马克斯·普朗克表现 了极为轻视的态度。

  拜尔是一名化学家,诺贝尔化学奖得主。他属于充满经验主义情绪的自 然科学家之列,这些科学家把直接证明的实验数据范围以外的一切统统弃 掉,认为是“投机的东西”。

  马克斯·普朗克把他的博士论文寄给赫尔姆霍茨,而这位导师也许根本 没有翻阅过它。在这个领域内进行研究工作的基尔霍夫仔细地读了这篇文 章,但他把马克斯·普朗克的思维过程当做错误的想法否定了。最后,连克 劳休斯也没有回信,尽管克劳休斯的著作最接近马克斯·普朗克的想法,并 以其作品直接唤起了这个年轻科学家对熵的研究。

  面对这样的挫折,马克斯·普朗克并没有停步不前,也没有陷入失望和 丧失勇气。他是那样地坚信自己道路的正确性和自己结论的合理性。

  1880年6月14日,也就是马克斯·普朗克博士论文发表的第二年,为 了获得在大学教授“理论物理学”的权利,年轻勇敢的研究者提交了《各向 同性体在各种温度下的平衡状态》这篇论文,并顺利地通过答辩。这是再一 次论述热和机械能相互作用的研究。

  马克斯·普朗克回到慕尼黑,成为慕尼黑大学讲师,讲授“气体力学理 论原理”。

  有些科学家指出,在普朗克对辐射问题的贡献中,巧妙地结合了他对不 可逆过程的研究和电动力学的研究。当时麦克斯韦电磁理论已在德国流传开 来,而作为理论物理学家的普朗克,也曾经试图把热力学和当时还是新理论 的麦克斯韦电动力学统一起来。他早在1891年就曾指出“熵增原理必须扩充 到所有自然力……这不但包括热过程和化学过程,而且也包括电过程和别的 过程。”


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