量子论的创立：普朗克和爱因斯坦

    量子论在许多重要的方面与相对论有所不同。几乎每一个人都听说过相对论和他的创立者A．爱因斯坦，但只有科学家和少数非科学家（他们不是学过科学，就是对科学感兴趣。）知道量子论。然而，几乎每一个涉及到物理学某一方面的人（不仅是物理学家，也包括化学家，天文学家，生物化学家，分子生物学家，冶金学家等）都会在他们各自的工作中经常性地应用量子论及其成果。在这方面，广义相对论远远不能望其项背。量子论不仅广泛渗透到许多学科中，而且也和相对论一样，使我们的科学思想和科学哲学发生了根本变革。相对论和量子论的革命性很早就被人们认识到，但两者都长时间处在理论革命阶段。

    量子论的发展经历了三个主要阶段：古典量子论（普朗克，爱因斯坦，玻尔，索未菲，康普顿），量子力学（德布罗意，薛定谔，海森伯，约尔丹，玻恩）以及最新的相对论量子力学或量子场论，前两个阶段均被视为革命。事实上，物理学家们感到很难找到足够有力的言词表述量子革命的深度和广度。．维斯考普夫（1973，441）认为，quot;M．普朗克发现量子这一壮举，…创立了一门最富成果的学科，也是自然科学最具革命性的发展quot;。他补充说，在普朗克做出发现后的三十年间，quot;我们关于物质特性和行为的知识发生了广泛而深远的变革quot;，历史上很少有哪个时期能与之相比。P．戴维斯（1980，9）写道：quot;本世纪初，关于物质的量子论的出现导致科学和哲学发生了一场革命quot;。他指出，quot;耐人寻味的是，历史上几次最伟大的科学革命在很大程度上都不被一般人所注意quot;，他认为这是由于quot;革命所蕴含的摧枯拉朽之力几乎超出了人们的想像——一甚至超过了科学革命本身。quot;（p．11）

    量子论通常被视为创立于1900年，这一年，普朗克发表了他的quot;作用量子quot;的概念。普朗克不像爱因斯坦五年后所做的那样，他没有涉及光或辐射相互作用的过程。他探讨的仅仅是容器壁上振动粒子的能量交换和黑体辐射问题。他通过研究发现，能量的交换是以跳跃的方式进行的，大小与能量值．S．库恩所指出的，普朗克在1900年仅仅作了这样的假定：能够以频率v振动的振荡体（有形体，而非以太振动）的总能量可能是由一组与它们的频率成正比的单元能量子的集合。与后来的光量子概念相比，这个假定是非常克制的。而光量子概念则指出，光是有一个个具有确定性质的分立实体组成的，每一个实体（即光量子）具有的能量为hv。

    我们很容易理解普朗克为什么没有，哪怕是设想进一步做出更为实质性的假设：光是由分立的粒子或能量小球quot;组成的quot;。首先，这样的假设对他的黑体辐射公式来说并不必要；其次，也是更重要的，它与19世纪建立的最为完善的物理学分支之——-光学有着不可调和的矛盾和冲突。由麦克斯韦，赫兹以及其他人建立起来的光学理论表明，光（和各种电磁辐射）是一种波动现象，在空间传播过程中始终振荡着，显然这与所谓的分立粒子的概念是绝对不相容的。事实上，当爱因斯坦五年后公布他的光量子假说时，它本身就包含着概念上的困难。因为按照这个假说，光量子的能量取决于光的频率，光的频率又是通过测定波长换算的，而测定波长必须使用quot;干涉quot;技术，而这恰恰是几十年前波动光学理论赖以建立的实验基础。

    普朗克后来谈到他大胆建立能量子概念时说，这是quot;孤注一掷的行动quot;（佩斯1982，370）。按照佩斯的说法，他的推理quot;是疯狂的quot;，但这种quot;疯狂却