量子讲堂第十二期：世界不是连续的，普朗克首次提出量子概念，动摇了经典力学的根基
为了让大家更好的理解世界不是连续的及量子等相关概念，这篇文章会采用较为通俗的语言为大家讲解，尽可能少使用让大家头疼的数学公式。
在物理学晴朗的天空中飘着两朵小乌云
在19世纪末，随着经典力学与电磁学的完善，一些保守的物理学家认为目前的物理理论已经趋于完善，剩下的只是对于现有物理理论的装饰与修补工作，只不过还有两朵小乌云飘在上面，第一朵小乌云指的是经典力学的以太论受到了迈克尔逊-莫雷实验严重挑战，这朵小乌云导致整个经典力学的绝对时空观被动摇，后来被爱因斯坦的相对时空观所取代，这篇文章重点讲一讲第二朵小乌云：关于在黑体辐射问题中遇到的困境，这朵乌云直接引发了量子革命，黑体辐射原本是热力学研究的对象，如果一个物体呈现的是黑色，那么说明它吸收了所有频率的光波，于是物理学家假设了一个完美吸收电磁波的模型—黑体，即能将所有电磁波全部吸收且不向外反射的物体。
黑洞辐射中长波与短波的矛盾
关于热力学计算黑体辐射的问题会涉及到很多复杂公式与人物，这里就不多介绍了，直接给大家讲一讲结果：经过了物理学家几十年的研究，物理学家总结出来了两套公式，分别是维恩分布公式、瑞利—金斯公式。
维恩分布公式是从经典力学的粒子角度为基础建立的公式，维恩分布公式可以很好的解释黑体在短波辐射中的问题，但是在长波辐射中，维恩分布公式就彻底失效。
瑞利—金斯公式是从电磁类波动为基础建立的公式，瑞利—金斯公式可以很好的解释黑洞在长波辐射中的问题，可相同的是：瑞利—金斯公式在短波辐射中就失效了。
这两套公式处于一个无比尴尬的处境，虽然它们都能解释黑体辐射中不同波长的问题，但是却无法变成一个真正“正确”的适用理论，这证明两个理论都并不是完全正确的，一场物理学的革命即将爆发。
量子力学奠基人：普朗克一次偶然的数学尝试，撼动了整个物理学界
1900年，物理学家普朗克已经在黑体辐射领域研究了六年之久，但始终没有进展，面对维恩分布公式、瑞利—金斯公式无法相容的问题，普朗克相信一定有一个可以满足所有波长的公式来解释所有黑体辐射现象，而真正的答案一定蕴含在这两个公式之中，于是普朗克利用内插法将两个公式不断的整理、变形、合并，最后普朗克通过数学的方法强行拼凑出来了一个公式，结果这个强行拼凑出来的公式却可以很好的解释所有波长的问题，普朗克一次偶然的尝试竟然成功了！但普朗克却不能解释这个通过数学方法得出的公式到底代表着什么？
普朗克首次提出量子概念
对于这样一个完美的公式，普朗克却不能给出一个理论解释，这是十分荒诞的，普朗克发现：只有假设能量在传播的过程中，不是连续不断的，不存在无限小的单位，而是必须被分成一段、一段的，能量传播必须有一个最小单位，这个完美的公式及黑洞辐射的问题只有使用这种假设才能被解释的通，可一旦这个假设成立，那么便意味着由伽利略、牛顿所建立的经典力学的根基就要被动摇，因为在经典力学中，时间、空间、能量都是连续不断的，可以无限被分割的，普朗克的这个假设就意味着经典力学的根本就是错误的。
不能被无限分割代表什么呢？这里给大家举一个例子：温度计想要从28度上升到29度，则必须要经过28.5度这个单位，但不能被无限分割意味着温度计中不存在28.5度这个值，1度就是温度计的最小单位，温度只能从28度跳跃到29度再跳跃到30度。
虽然这个观点看似违背了人们的常识，但普朗克的公式却表明不能被无线分割才是世界的本来面目，于是普朗克提出在能量传递中：能量的最小单位是能量子，后来更名为量子，这是人类历史上首次提出量子概念，量子概念是与经典物理学的一次彻底诀别，后来普朗克从公式中很轻易的推导出普朗克常数：h=6.62606957(29)×10-34 J·s，代表能量最小单位的数值。
后来物理学家们在理论研究与实验中发现：不单单能量存在着最小单位，空间、时间、长度、角动量、自旋等等物理量都是一段、一段的，它们也都存在着最小单位，量子化是量子力学的基础。普朗克的发现证明了：原来世界是不连续的。
参考文献： 杨志勇，侯洵.再论时域的量子化及其物理本质《 光子学报 》1998年
