: 假如你在一台電腦上玩模擬市民
: 遊戲裡面的模擬科學家有一天發現他們世界的能量不是連續的,而是一份一份的
: 也就是發現了他們的普郎克常數
: 你會知道這個普郎克常數就是你電腦CPU的運作頻率嗎?
: 文組的應該不知道吧
: 補充說明:
: PS. 普郎克常數就是普朗克在研究黑體問題的時候
: 發現能量必須只有有限個可能態,不能是無限連續的。
: 根據公式反推出來的一個常數值.
: 這顛覆了牛頓以來世界是連續不斷的概念, 也就是量子力學的源頭
: PS2. 在電腦裡面的世界,最基本的頻率就是CPU的運作頻率
: 個人認為這跟普郎克常數的意義非常接近,
: 或許我們的世界就是建立在一個電腦軟體之中? (腦補)
: PS3. 上帝幹嘛關心你們這些凡人設定的侷限性理論..
: 在整個世界中, 我們熟知的理論可能都是在某些侷限性條件下才能成立
: 既然是這麼侷限性的公式, 身為上帝幹嘛去關心?
底下再補充關於普朗克的兩三事。
普朗克(Planck, Max Karl Ernst Ludwig,1858.4.27一1947.10.3),德國物理學家。
他於1900年導出了能量量子和頻率之間的著名關係式 ,引入了以他的名字命名的
普朗克常數h,從而指出了輻射能量的量子性,打破了經典物理學的框架,開創了物理學
的新時代,成為近代物理學的奠基者。
1858年4月27日,他出生於德國基爾的一個知識份子家庭。父親是法學專家,擔任基爾
大學教授,有優越的社會地位。普朗克從小就表現出數學天才,同時也愛好音樂。
一天,一位父親的友人來家中作客,他聽到愉☆悅的音樂聲自樓上傳來。
「一曲肝腸斷,天涯何處覓知音。」這位友人是一名音樂家,一聽到音樂聲,眼神馬上亮
了起來,「是誰在彈琴?」
「我的兒子!一位拋棄數學而整日彈琴、不務正業的年輕人!」老普朗克無奈地回答。
「我想見見他!」音樂家要求道
小普朗克在父親的吆喝下出來,但他的情緒似乎仍沉醉於音樂的旋律之中。
「年輕人,聽你父親說,你的數學成績不錯,但想成為音樂家?」
小普朗克點點頭。
「請把你的手指給我看看…」
出於禮貌,小普朗克便伸出手。
音樂家很快地抓住起小普朗克的手看著,還量了下他手指的長度
「我看你骨骼精奇,眼裡有靈光,頭頂朝天穴,是萬中無一的…」音樂家用著奇妙的
笑容問道:「要是你給自己的音樂與數學打分數,你認為誰高誰低?」
「相等!」小普朗克不假思索地喊道
此時,音樂家站了起來說,「我勸你丟掉音樂,因為你的手指將使你彈琴有局限性。
提高你的數學成績或許是一個比較好的決定!」
「彈個琴也錯了嗎?想決鬥嗎!抽牌吧!」小普朗克充滿恨意地挑釁道。
「年輕人終究是年輕人,沉不住氣啊!」音樂家上前拍了拍他的肩膀,「出問題先從
自己身上找原因,難不成你一便秘就怪地球沒引力?」
話雖如此,嗨那個模門特,小普朗克的心中卻是充滿淡淡的哀傷。
不久,在他冷靜思考與父親的勸說下,終於放棄音樂,選擇數學,走上研究自然科學
的路。
1874年,普朗克進入慕尼黑大學學習物理和數學。三年後,為了完成學業,他去了柏林
大學,在名師荷姆霍茲(Hermann von Helmholtz)和克希荷夫(Gustav Robert Kirchhoff)
指導下學習,並以熱力學第二定律作為自己博士論文的題目。當普朗克這位21歲的博士
候選人在進行論文答辯時,他怎麼也沒想到,著名的化學家阿道夫 馮 拜耳(Adolf Von
Baeyer,1835—1917)對他竟是非常輕篾的態度。
拜耳是一位充滿經驗主義情緒的化學家,他認為非實驗數據以外的東西通通可以丟掉,
因此,他認為理論物理是完全空洞的科學,是投機取巧的東西。
「垃圾!」拜耳冷眼地說,「理論物理學可以全丟了!」
「為何您要這樣說呢?理論物理學是一個可以作出貢獻的領域。」普朗克忍耐地回答道
「理論物理學不是廢文的話,那什麼才是廢文?你認為實驗證明以外的數據還包含
真理嗎?」(翻白眼)
「您如果認為您的實驗已經窮盡世界的話,是可以這樣說的。」
雖然普朗克的回答堵上了拜耳的嘴,也取得了博士學位,但他的論文並沒有受到應有的
重視。
1885年,在慕尼黑大學擔任助教五年的普朗克終於有了出頭之日,他被委任為基爾大學
理論物理學的副教授。在這裡,他曾獲得哥廷根大學哲學系關於能量本質論文徵文的二
等獎,並把一些已發表的論文匯集起來,出版了《論熵增加原理》一書。
1889年克希荷夫去世後,普朗克應邀到柏林大學接替他的職位,擔任新設立的理論
物理學的科學講座,講授理論物理。1896年,普朗克開始研究克希荷夫首先提出的
黑體幅射(Blackbody emission)問題。**
底下為其介紹,不喜歡者可略去。
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**註:
黑體是一種理想的物質,它能百分百吸收射在它上面的輻射而沒有任何反射,使它顯示成
一個完全的黑體。在某一特定溫度下,黑體輻射出它的最大能量,稱為黑體輻射;一定溫
度下黑體輻射包括各種波長的一定能量。因此,標準黑體的輻射曲線是一定的。
19世紀的物理學家要解析黑體輻射曲線,但幾乎都失敗了。
(維恩(Wein)和瑞利(Rayleigh-Jeans)兩人都曾試圖求出說明黑體輻射實際是怎樣分布的
方程,但維恩的位移公式只適用於高頻而不適用於低頻,而瑞利的公式則只適用於低頻而
不適用於高頻。)
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普朗克決定用熱動力學方法進行研究。他深信,要探求的公式應該能夠極簡便地表示
出輻射能與溫度和頻率之間的關係。經過不懈的努力,普朗克獲得了成功。
1900年10月19日,在物理協會年會上普朗克做了一個報告,以討論提綱的形式提出他
所得出的輻射公式。這個報告後來發表在《德國物理協會通報》上,題目是《對維恩
輻射定律的一點修正》。普朗克在為其公式尋找理論論證中,發展了波茲曼關於熵和
輻射相聯繫的思想,得出了一個出人意外的結論:能量不是無限可分的,如同物質一樣,
能量是以「粒子」的形式存在的。在輻射過程中,能量不是連續的,而是以一束不可
再分的「粒子」的形式被釋放或吸收的。普朗克把這些「粒子」稱為「量子」,
而量子的能量只與頻率有關。
1900年12月14日,普朗克在德國物理年會上做了一個具有歷史意義的報告,題目為《
正常光譜輻射能的分布理論》,報告中提出了E=hν這一公式。它準確描述整個頻率域上
輻射的分布,說明了能量量子的大小與其頻率成正比(其比值是個常數,用h表示。
一開始普朗克把它稱為「作用量子」,現在稱為「普朗克常數」,是人們公認的宇宙
基本基本常數之一。)並且只能以量子的形式被輻射和吸收。
這一天成了量子物理的誕生日。(普朗克因此獲得了1918年的諾貝爾物理學獎。)
普朗克的量子理論成為物理學的一個分水嶺,人們把1900年以前的物理學稱為古典物理學
,而把1900年以後的物理學稱為近代物理學。
由於普朗克的理論太具有革命性,以致於不能馬上被物理學家們所接受。實際上,連
普朗克本人對它也並非全信。他把自己革命性思想的意義侷限在狹窄的輻射領域內,終於
未能接受現代量子力學。愛因斯坦是最早承認並發展了普朗克的這一理論。1905年,愛因
斯坦首次將量子理論應用於19世紀物理學所不能解釋的觀察現象─赫茲最先注意到的光電
效應。
普朗克個性嚴謹,對人和善、真誠,終生保持著對音樂和登山的愛好,曾經常和愛因
斯坦一起演奏室內音樂,並征服過阿爾卑斯山等許多難以攀登的高峰。
他的一生頑強地經受了許多不幸。大兒子1916年死於凡爾登戰場;因難產死去兩個雙胞胎
女兒;二兒子被指控參與謀殺希特勒,在1945年被處決;他在柏林的房子在一次空襲中被
炸,豐富的藏書和珍貴的手稿全部被毀,而自己在混亂中逃難時被美國人救出…。普朗克
並沒有被苦痛擊倒,他生命最後的日子裡,積極參加了戰後德國科學事業的恢復工作。
1947年10月3日,普朗克─這位偉大的科學家逝世,享年89歲。他被安葬在哥廷根市的公
墓內,其墓碑是一塊簡單的矩形石塊,上面只寫著他的名字,下角寫著
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參考書籍
1.科學五千年(六)
2.物理之書
3.Wiki pedia
4.吳健志 普朗克和量子理論
5.觀落陰
最後宣傳一下免費的線上科普漫畫:
物理萌史 http://physicstory.pixnet.net/blog 哥白尼、法拉第、布魯諾(新增11/19)
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