第5部分 (第3/4頁)
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朗克自己聲稱,他當時不清楚瑞利公式,但他無疑也知道,在長波範圍內,u和t成簡單正比關係這一事實。這是由他的一個好朋友,實驗物理學家魯本斯(heinrichrubens,上一章提到過)在1900年的10月7號的中午告訴他的。到那一天為止,普朗克在這個問題上已經花費了6年的時光(1894年,在他還沒有了解到維恩的工作的時候,他就已經對這一領域開始了考察),但是所有的努力都似乎徒勞無功。
現在,請大家肅靜,讓我們的普朗克先生好好地思考問題。擺在他面前的全部事實,就是我們有兩個公式,分別只在一個有限的範圍內起作用。但是,如果從根本上去追究那兩個公式的推導,卻無法發現任何問題。而我們的目的,在於找出一個普遍適用的公式來。
10月的德國已經進入仲秋。天氣越來越陰沉,厚厚的雲彩堆積在天空中,黑夜一天比一天來得漫長。落葉繽紛,鋪滿了街道和田野,偶爾吹過涼爽的風,便沙沙作響起來。白天的柏林熱鬧而喧囂,入夜的柏林靜謐而莊重,但在這靜謐和喧囂中,卻不曾有人想到,一個偉大的歷史時刻即將到來。
在柏林大學那間堆滿了草稿的辦公室裡,普朗克為了那兩個無法調和的公式而苦思冥想。
終於有一天,他決定,不再去做那些根本上的假定和推導,不管怎麼樣,我們先嚐試著湊出一個可以滿足所有波段的公式出來。其他的問題,之後再說吧。
於是,利用數學上的內插法,普朗克開始玩弄起他手上的兩個公式來。要做的事情,是讓維恩公式的影響在長波的範圍裡儘量消失,而在短波里“獨家”發揮出來。普朗克嘗試了幾天,終於遇上了一個bingomoment,他湊出了一個公式,看上去似乎正符合要求。在長波的時候,它表現得就像正比關係一樣。而在短波的時候,它則退化為維恩公式的原始形式。
10月19號,普朗克在柏林德國物理學會(deutschenphysikalischengesellschaft)的會議上,把這個新鮮出爐的公式公諸於眾。當天晚上,魯本斯就仔細比較了這個公式與實驗的結果。結果,讓他又驚又喜的是,普朗克的公式大獲全勝,在每一個波段裡,這個公式給出的資料都十分精確地與實驗值相符合。第二天,魯本斯便把這個結果通知了普朗克本人,在這個徹底的成功面前,普朗克自己都不由得一愣。他沒有想到,這個完全是僥倖拼湊出來的經驗公式居然有著這樣強大的威力。
當然,他也想到,這說明公式的成功絕不僅僅是僥倖而已。這說明了,在那個神秘的公式背後,必定隱藏著一些不為人們所知的秘密。必定有某種普適的原則假定支援著這個公式,這才使得它展現出無比強大的力量來。
普朗克再一次地注視他的公式,它究竟代表了一個什麼樣的物理意義呢?他發現自己處在一個相當尷尬的地位,知其然,但不知其所以然。普朗克就像一個倒黴的考生,事先瞥了一眼參考書,但是答辯的時候卻發現自己只記得那個結論,而完全不知道如何去證明和闡述它。實驗的結果是確鑿的,它毫不含糊地證明了理論的正確性,但是這個理論究竟為什麼正確,它建立在什麼樣的基礎上,它究竟說明了什麼?卻沒有一個人可以回答。
然而,普朗克卻知道,這裡面隱藏的是一個至關重要的東西,它關係到整個熱力學和電磁學的基礎。普朗克已經模糊地意識到,似乎有一場風暴即將襲來,對於這個不起眼的公式的剖析,將改變物理學的一些面貌。一絲第六感告訴他,他生命中最重要的一段時期已經到來了。
多年以後,普朗克在給人的信中說:
“當時,我已經為輻射和物質的問題而奮鬥了6年,但一無所獲。但我知道,這個問題對於整個物理學至關重要,我也已經找到了確定能量分佈的那個公式。所以,不論付出什麼代價,我必須找到它在理論上的解釋。而我非常清楚,經典物理學是無法解決這個問題的……”
(lettertor。w。wood;1931)
在人生的分水嶺上,普朗克終於決定拿出他最大的決心和勇氣,來開啟面前的這個潘多拉盒子,無論那裡面裝的是什麼。為了解開這個謎團,普朗克頗有一種破釜沉舟的氣概。除了熱力學的兩個定律他認為不可動搖之外,甚至整個宇宙,他都做好了拋棄的準備。不過,饒是如此,當他終於理解了公式背後所包含的意義之後,他還是驚訝到不敢相信和接受所發現的一切。普朗克當時做夢也沒有想到,他的工作絕不僅僅是改