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主题:【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

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家园 【原创】《量子》----第一章·勉为其难的革命者(4)

在1870年至1871年的普法战争中,普鲁士取得了辉煌的胜利,一个统一的德意志被锻造出来,而柏林就是这位欧洲新贵的首都。柏林位于哈维尔河(Havel)和施普雷河(Spree)之间,法国的战争赔款被大笔用在柏林的市政建设上,这将是一个能与伦敦和巴黎比肩的城市。1871年的时候,柏林的人口是86.5万,而到了1900年,人口暴增到接近200万,而柏林也成为了欧洲第三大城市。当时,在东欧地区掀起了一场排犹风潮,特别是在沙皇俄国,大批犹太人惨遭屠杀,很多被迫逃难来到了柏林,成为这座城市新移民中的一群。人口的激增导致房价和物价居高不下,许多人无家可归穷苦潦倒。

尽管生活如此艰辛,还是有源源不断的新移民融入柏林这座城市,而德国也进入了一个前所未有的时代,工业蓬勃发展,经济高速增长。德国统一以后,原来因为封建割据所带来的苛捐杂税被取消,同时法国缴来了巨额的战争赔款,这些因素都促进了德国的发展,在第一次世界大战爆发之前,德国已经成为仅居美国之后的第二大经济体。当时,德国生产了整个欧洲大陆2/3的钢铁,一半的煤炭,而其发电量超过了英国、法国和意大利的总和。1873年,由于股票市场崩盘导致整个欧洲进入经济衰退和恐慌期,但这一切仅仅让德国飞速发展的步伐略微减慢了几年。

德国统一激发出德意志帝国的雄心壮志,德国人想让柏林大学成为世界上最好的大学。德国最著名的物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹(Herman von Helmholtz:1821~1894)被从海德堡聘请来。亥姆霍兹同时是一位训练有素的外科医生,也是一位杰出的生理学家,他发明了验眼镜,帮助人们了解人眼的工作原理。这位年过半百知识渊博的智者知道自己的价值,他的薪酬是普通水平的好几倍,另外,他还有一个条件,就是建一所全新的研究所。该研究所是1877年开建的,那一年,普朗克转学来到了柏林大学,开始去主楼里上各种课程。该建筑坐落于菩提树下大街(Unter den Linden),以前是一处王宫,位于大剧院(Opera House)对面。

作为一名教师,亥姆霍兹并不称职。“这一点显而易见,”普朗克后来说:“亥姆霍兹从来不好好备课。”古斯塔夫·基尔霍夫也是从海德堡过来的,他备课倒是非常认真,但是讲的课呢,“就像是一本行文准确的课文,干巴巴的,了无生趣”。对满怀希望寻求科学火花的普朗克来说,“这些人讲的课让我觉得自己是竹篮打水。”为了抚慰自己“寻求先进科学的那颗饥渴的心灵”,普朗克偶然读到了鲁道夫·克劳修斯(Rudolf Clausius:1822~1888)的著作,克劳修斯当时是波恩大学的物理学教授。

和他所遇到的前两位讲课平淡无趣的著名教授相比,克劳修斯拥有“清晰而充满启发的逻辑思辨”,这让普朗克为之着迷。当他读到克劳修斯所写的热力学论文时,那种久违的对于物理学的热情又回到了他的身上。当时,热力学被用来解释热量,以及它与其它各种能量形式之间的关系,其基本理论主要包含在两大定理中。第一定理是用一个很牛逼的公式来描绘能量的守恒。能量即不会自己生成也不会消失,只能从一种形式转化为另一种形式。树上的苹果在树上挂着的时候就具有了一定的重力势能,当它落下来的时候,苹果的势能就转化为动能。

普朗克在第一次接触能量守恒定理的时候,还是一个中学生。他后来回忆说这一定理给自己的感觉就像“一道神启”,因为它反映了“大自然绝对的永恒的规律,不受任何人类的干扰”。就是在那一刻,他窥视到了永恒的奥秘,从此他把追寻大自然这些绝对的基本的法则视为“生命中最高尚的科学追求”。这时,普朗克正沉浸在克劳修斯所推导的第二热力学定理---“热量不会自发地从冷处转到热处”。冰箱的发明正是克劳修斯所说的“自发”这一最好说明。通过从外部获得能量,比如说电能,冰箱使热量能够从低温处转移到高温处。

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