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2010年6月10日，法国航空航天协会将其年度大奖授予欧洲空间局的“赫歇尔”和“普朗克”卫星项目，以表彰该项目在科学探测方面做出的贡献。

经过多年准备，“赫歇尔”和“普朗克”科学探测卫星于2009年5月14日发射升空。“普朗克”卫星是以德国物理学家马克斯·普朗克（Max Planck，1858～1947）的名字命名的，它携带了一系列高灵敏度的仪器，能够对宇宙微波背景辐射进行深入探测。根据理论研究，137亿年前宇宙大爆炸留下来的宇宙微波背景辐射应该具有黑体辐射的性质，因此，可以用相应黑体的温度来表征这种辐射。考虑到各种因素，科学家计算出宇宙背景辐射的温度应该是2.7K。后经地面和卫星的观测，证明宇宙微波背景辐射完全遵循普朗克黑体谱。进一步的观测和数据处理表明，这种辐射的温度为2.735K。普朗克在20世纪初研究黑体辐射对物理学做出了重大贡献，导致量子力学的诞生；“普朗克”卫星对微波背景辐射更精细的探测对不同的宇宙大爆炸理论模型的“判定”至关重要。

普朗克

普朗克1858年4月23日生于德国基尔，1867年随其父全家迁往慕尼黑，16岁时进入慕尼黑大学开始了他的物理学学业。不过，慕尼黑的物理学教授约利曾劝说普朗克不要学习物理，因为“这门科学中的一切问题都已经被研究过了，只有一些不重要的空白需要被填补。”这也是当时许多物理学家的观点。但是普朗克回答道：“我并不期望发现新大陆，只希望理解已经存在的物理学基础，或许能将其加深。”这位早熟的男孩在21岁时，就以《论热力学第二定律》获博士学位。1880年，他以《各向同性物质在不同温度下的平衡态》获得慕尼黑大学颁发的特别奖状，并取得大学任教资格。此后，他相继在慕尼黑、基尔、柏林的大学任教和从事研究工作。

大约是在1894年，36岁的普朗克开始研究黑体辐射问题，即黑体在热力学平衡下的电磁辐射功率与辐射频率和黑体温度的关系。我们知道，处在不同温度和环境下的物体，都以电磁辐射形式发出能量。而黑体发射电磁辐射的能力，比同温度下的其他物体强。在黑体辐射中，存在各种波长的电磁波，其能量按波长分布与黑体的温度有关。

为了从理论上解释黑体辐射的特性，德国物理学家维恩导出了一个黑体辐射能量按波长分布的“维恩公式”。但是，这个公式只是在波长较短、温度较低时才与实验事实相符合，在长波范围内完全不适用。与普朗克研究的同时，英国物理学家瑞利和金斯也导出了另一个公式，但是它却只在波长较长、温度较高时符合实验，在短波范围内完全不适用。为了找到一个在各种波长范围内都能与实验事实相符合的黑体辐射公式，物理学家们绞尽了脑汁。

110年前，也就是1900年，42岁的普朗克为了调和两个公式之间的不协调，大胆地抛弃了“能量是连续的”这一传统经典物理观念，假设物质辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量单位的整数倍，采用内插法把两个公式化成了一个公式，从而导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。这个最小的能量单位，普朗克把它称为“能量子”，量子假说解决了黑体辐射的理论困境。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点，并引入了普朗克常数：

h=6.6260755×10^-34焦耳·秒，得到著名的公式E=hv。

在当时，没有人愿意接受一个解释不通的假设，尤其是严肃的科学家。因此，即使普朗克为了说明物体热辐射的规律被迫假设能量量子的存在，但他内心却无法容忍这样一个近乎荒谬的假设。于是，在能量量子化假设提出之后的十余年里，普朗克本人一直试图利用经典的连续概念来解释辐射能量的不连续性，但最终归于失败。这也正好从相反的方面说明，经典力学的不适用性。1919年，索末菲在他的《原子构造和光谱线》一书中最早将1900年12月14日称为“量子理论的诞辰”，后来的科学史家们将这一天定为“量子的诞生日”。

普朗克量子论的诞生是科学史上的重大事件，是19世纪与20世纪之交开始并延续了30年的物理学革命的开端。20世纪头30年的物理学革命以量子论肇始，最终产生了相对论和量子力学这两大科学理论，推动了20世纪的科学发展，产生了宇宙的热爆炸模型、物质结构的夸克模型、全球大地结构板块模型和遗传基因分子结构双螺旋模型这四大科学发现和众多技术发明。1918年，60岁的普朗克荣膺诺贝尔物理学奖。

（本文发表于《科学世界》2010年第7期）