兩朵烏雲
1900 年，物理大師克耳文爵士 (Lord Kelvin) 宣稱物理學已臻完善，只要再花些時日解決「萬里晴空中的兩朵烏雲」即可。這兩朵烏雲分別是以太（當時認為空間中充斥著無形的以太）相對於物體的移動，以及黑體輻射與電磁學預測不符。
克耳文沒料到他眼中的烏雲迅速遮蔽了半邊天空，而最終解決之道竟撬動古典物理學的根基。愛因斯坦以相對論拂去第一朵烏雲，改變了時空概念；第二朵烏雲則是被量子力學的狂風吹散，同時也將客觀實在的認知吹得天翻地覆，而最初拍動翅膀引發颶風的正是這篇要介紹的普朗克 (Max Planck, 1858－1947)。
其實普朗克進入大學時，一位物理學教授也曾告誡他說：「這門科學中的一切都已經被研究了，只有一些不重要的空白需要被填補」，勸他不要選讀物理。幸好他沒聽勸，後來才會鑽研難倒所有物理學家的黑體輻射問題，因而開啟了量子力學。
黑體輻射
甚麼是黑體輻射？我們知道鐵塊加熱後，會逐漸從黃紅色轉為藍白色，代表溫度越高，輻射頻率也越來越高（能量越強）。科學家想研究輻射強度與溫度的關係，於是設想一種理想物體，它會完全吸收外來的電磁波，不會有反射或折射，因此輻射強度就只取決於它本身的溫度，這種物體就稱為黑體。
德國物理學家維因 (Wilhelm Wien) 從熱力學出發，率先於1896 年提出黑體輻射之頻率與溫度的關係式。不過如何驗證這條公式是否正確？畢竟黑體在現實中又不存在。維因想到一種模擬的方法：造一個密閉的金屬空腔，在表面開一個極小的孔。從小孔射入空腔的電磁波很難再逃逸出來，在小孔處測得的輻射便可視為金屬空腔本身的發出輻射，相當於黑體輻射。
結果實驗數據顯示有高頻區段的輻射符合維因公式，低頻則有不小差距。英國物理學家瑞利 (3rd Baron Rayleigh) 於 1900 年改用電磁學推導出「瑞利─金斯公式」，卻又只符合於低頻區段的數據，而且輻射會往高頻不斷攀升。這顯然並不合理，怎麼可能隨便加熱一個物體，就會產生高危險性的紫外線、γ 射線？
光量子假說
為了解決電磁理論竟推導出荒謬的「紫外災變」，普朗克發現唯有放棄「能量的變化是連續的」這個傳統認知，才能阻止黑體輻射不斷往高頻攀升。而一旦假設能量像粒子般具有最小不可分割的基本單位，就能得出與實驗數據吻合的黑體輻射定律。
1900年底，普朗克發表他的大膽假說，並給出著名的公式：
E = hν
E 代表每個光量子的能量，等於其頻率乘以一個固定的常數。這個常數 h 就稱為普朗克常數；它非常的小，小到只有 10 的負 34 次方，但卻是個巨大的里程碑，從此揭開量子革命的序幕。
但畢竟量子這個觀念太驚世駭俗，必須等到愛因斯坦於 1905 年用它成功解釋光電效應，並由密立根以實驗證實之後，普朗克才終於在 1918 年獲頒諾貝爾物理獎。不過普朗克自己卻一直無法接受量子力學，尤其在哥本哈根詮釋下，再無客觀實在，只剩機率與觀測。普朗克和愛因斯坦一樣，嘗試將量子現象納入古典物理中卻徒勞無功，他晚年便感嘆道：「長年的曠日廢時只是徒勞，被大部分同仁當成悲劇看待。」
德國政治動盪
一次大戰後，戰敗的德國經濟衰退、政治動盪，擔任柏林大學校長的普朗克一心復興德國的科學地位，在普魯士科學院、德國物理學會和威廉皇帝學會也都擔任重要職位，努力爭取國外經費，讓科學家能安心做研究。不過納粹掌權後，普朗克面臨了進退兩難的困境。
普朗克於 1930 年接任威廉皇帝學會主席，三年後希特勒當上德國總理，隨即頒布公務員法，禁止猶太人在大學與研究機構任職。相較於時任威廉皇帝學會化學所所長的哈柏辭職以示抗議，普朗克向希特勒勸說無效後，即未有進一步動作，坐視同仁被迫流亡，不免讓人質疑他的節操。
但對普朗克而言，並非他戀棧權位，而是這樣他還能盡量照顧被影響的同仁，同時避免納粹主義者接任，造成更大傷害。事實上，當哈柏在 1934 年客死異鄉，普朗克便甘冒大不諱，為這位猶太裔同僚舉辦悼念會。另外他在 1936 年卸任前，也設法讓一些猶太裔科學家繼續在所內工作。
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家破人亡
普朗克卸任後已近八十歲，但仍四處演講，支撐他的，就是復興德國科學的使命。不過他卻不斷遭受打擊。二次大戰期間，盟軍轟炸柏林，他的住家全毀，所有藏書與研究筆記也付之一炬。二兒子又於 1944 年參與暗殺希特勒的行動失敗被捕，普朗克寫信向希特勒求情未果，眼見兒子第二年被處死。而在此之前，他的大兒子已死於第一次世界大戰戰場，兩個女兒也隨後相繼因難產而亡。
很難想像普朗克如何面對一直不如意的人生：歷經兩次國家戰敗的屈辱、兒女先後死於非命，就連他掀起的物理革命——量子力學，也不是他想要的。無論如何，他的貢獻與付出有目共睹，二次大戰結束後，威廉皇帝學會於 1946 年更名為「馬克斯．普朗克學會」，並給予他名譽主席的榮銜。隔年普朗克因病過世，享年89歲。
如今馬克斯．普朗克學會轄下已有超過 80 個研究院，涵蓋各種領域，普朗克在天之靈應該能感到欣慰。這些研究所大多座落於德國各個城市，我到慕尼黑特地去拍照留念的馬克斯·普朗克物理研究所便是其中之一。對我而言，普朗克一生研究的正是物理，因此這個研究所別具意義。
