Relativity

量子的发现 因此，由于“场”的引进而开启的这场革命，绝没有结束。在世纪交替 时期，发生了同我们刚才讨论的事情无关的基本危机，由于麦克斯·普朗克 对热辐射的研究(1900年)使人们突然意识到它的严重性。这个事件的历史由 于下边的事实而值得注意：至少在开始阶段，它并没有受到任何惊人的实验 发现的影响。 在热力学的基础上，基尔霍夫得出这样的结论：在一个器壁温度为T的 不透光的容器内，辐射的能量密度和光谱组成与器壁的性质无关。这就是说 ，单色辐射的密度是频率和绝对温度的普适函数。这就引起了一个有趣的问 题：如何决定这个函数。关于这个函数，在理论上我们可以确定些什么呢? 根据麦克断韦理论，辐射必定会对腔壁产生一个压力，这个压力由总能量密 度决定。从这点出发，玻尔兹曼用纯粹热力学方法推出：辐射的总能量密度 同T成正比。从而他为早先已由斯藩根据经验发现的定律找到了理论根据— —他将这条经验定律同麦克斯韦理论的基础联系了起来。此后，维恩运用麦 克斯韦理论，在热力学上进行了创造性的思考，同时也发现了含有两个变量 的普适函数的精美形式。两个普适常数之一导致了量子论。 普朗克公式中的一个常量准确地给出了原子的真实大小。 普朗克清楚地意识到这是一个伟大的成功。但是这里有一个严重的缺陷 ，幸而当初普朗克没有注意到。由于同样的考虑，应当要求普朗克公式同样 适用于低温状态。然而，如果真的这样的话，这个公式也就完蛋了。因此， 从现有的理论看，正确结论应当是：气体理论给出的振子的平均动能是错误 的。那就意味着否定了(统计)力学，或者由麦克斯韦理论得出的振子的平均 动能是错误的，那就意味着放弃了麦克斯韦理论。在这种情形下，最可能的 是，这两种理论都只有在有限的范围内是正确的，此外则不然。后边的情况 确实如此。如果普朗克得出了这样的结论，就不会有他的伟大发现了；因为 这样就剥夺了他的纯粹思考的基础。 现在回到普朗克的推理。根据气体分子运动论，玻尔兹曼已经发现，除 去常数因子外，熵等于我们所考察的状态的“几率”的对数。通过这种观点 ，他认识到在热力学意义上过程是“不可逆”的。然而，从分子力学的观点 来看，所有过程都是可逆的。如果人们把由分子论定义的状态叫做微观描述 的状态，或者简称为微观状态，而把由热力学描述的状态称为宏观状态，那 么，有无数个状态属于宏观状态。这种想法之所以显得格外重要，是由于它 的适用范围并不局限于以力学为 ……