普朗克不情愿的量子

一只理想黑箱难住了经典物理

加热炉壁会从暗红变成亮黄，温度越高，辐射的颜色与强度分布越不同。物理学家把能完全吸收并发射辐射的理想物体称为黑体。实验曲线很清楚，已有理论却只能解释一部分波段。

普朗克相信热力学的普遍性，希望找到一个从基本原理推出的辐射公式。1900 年秋，实验物理学家鲁本斯带来新的长波数据。普朗克先猜出一条符合全部测量的公式，再倒过来寻找它必须基于什么统计假设。

为了完成推导，他假设物质中的振子不能连续交换任意能量，只能以与频率成正比的小份进行：

E=h\nu

$\nu$ 是频率， $h$ 是后来以他命名的常数。高频振动的一份能量更大，因此经典理论预言的高频无限能量不会出现。

普朗克起初没有宣称自然从根本上是离散的。他把量子化看成迫不得已的数学步骤，甚至长期希望把它纳入更传统的理论。革命并不总由热爱革命的人发动。

图示说明

静态物理图：planck_energy_quanta。

1905 年，爱因斯坦把这一步推得更远：不只物质交换能量时分份，光本身也能表现得像一个个能量包。量子由拟合辐射曲线的办法，逐渐变成自然的新语法。

普朗克在 1900 年 12 月向德国物理学会报告推导。会议室里没有人听见旧世界碎裂的声音，但那条很小的常数，已经为连续的经典物理划下第一道刻痕。