明年被正式指定为量子力学百年纪念,这一理论改变了我们对微观世界原子及其组成粒子的理解。但是,虽然量子理论的关键发展确实发生在1925年至1926年,但这一切都源于德国科学家马克斯·普朗克(Max Planck)于1900年提出的一个革命性观点,他于1889年至1926年在柏林大学工作。
没有人认为普朗克是一个革命者,事实上,他最初也不愿意接受他的非凡思想的含义。他试图理解一个困扰着19世纪末物理学家的问题:温暖的物体是如何辐射热量的。普朗克提出,构成物体的粒子在受热时会振动,振动会产生光波——首先是红外频率的光波,但当物体变得足够热时,也会产生更高频率的可见光。为了使他关于这一过程的理论符合实验结果,普朗克提出振动不可能有任何旧的频率,而是被限制在特定的值上:用行话来说,它们是量子化的,振动从一个允许的频率突然跳到另一个允许的频率。
对普朗克来说,这仅仅是一个数学技巧(他称之为“幸运的猜测”),以使他的方程成立。但五年后,阿尔伯特·爱因斯坦提出,我们应该从字面上理解这些“量子”。他认为光本身是量子化的,它的能量以小包的形式携带,后来被称为光子。换句话说,在微观尺度上,能量、光和物质都是粒状的和量子化的,这与我们在日常世界中的经验形成鲜明对比,在日常世界中,一个旋转的自行车车轮的速度(以及能量)似乎是平稳变化的。
普朗克只是慢慢地被说服,相信爱因斯坦是对的——他希望量子假说“尽可能保守”地引入物理学。但一旦被说服,他就成为了量子理论的主要拥护者,因为普朗克和爱因斯坦都在量子理论的形成过程中发挥了重要作用,获得了诺贝尔奖。普朗克被许多德国科学家视为他们的资深**家:从1930年到1936年,他是一个名为凯撒·威廉学会(KWS, 1948年更名为马克斯·普朗克学会,今天在德国各地都有研究所)的伞式科学组织的**。出于这个原因,1933年**掌权时,他们指望普朗克来领导。
普朗克的悲剧轨迹由此开始。作为资产阶级和民族主义普鲁士文化的产物,他本能地保守,并被灌输了对国家的责任感。国家会变得腐败,道德上令人反感,这是他无法想象的,普朗克也没能找到对抗**堕落的道德支柱。他对他的一些恶毒的反犹主义同事对爱因斯坦的“犹太物理学”的攻击表示遗憾,但尽管如此,在1933年两人的一次会面中,面对***的疯狂“狂热”,他觉得自己只能“沉默并离开”。在他的朋友在美国公开指责***政权后,普朗克作为普鲁士科学院的院长屈服于给爱因斯坦写一封谴责信的要求。
在这方面,普朗克代表了他的许多同事的反应。尽管他被法西斯主义者及其反犹和最终的种族灭绝措施所排斥,但他缺乏个人资源来发动任何有效的抵抗。作为一名**雇员和一名大学教授,他持有一种传统观点,即他应该在职业上远离**——“**”(就像爱因斯坦那样)意味着缺乏爱国主义。这自然是**喜欢的。由于他在执行驱逐犹太人的要求上拖拖拖沓,他被同情**的科学家谴责为无用和“对种族无知”,但他的政策主要是绥靖政策。普朗克的儿子欧文(Erwin)则更为直率,他积极参与了刺杀***的阴谋——尽管他父亲提出上诉,但他还是于1944年被处决。普朗克在第一次世界大战中失去了他的第一个儿子,这最后的丧亲之痛使他在1947年去世时精神崩溃。在他的传记作者约翰·海尔布伦的评价中,他是一个正派而温柔的人,不幸被自己的信仰背叛了。
今天的教训再清楚不过,也再紧迫不过了:在国家腐败和**干预的时代,科学家仍然“不关心**”,这是他们的危险所在。对普朗克的失败进行过于严厉的评判是不公平的,但重要的教训无疑是,科学家们需要找到集体的、制度性的回应来应对这种攻击。