科克伦，德国物理学家，量子力学的创始人，二十世纪最重要的物理学家之一，因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献。

中文名：科克伦

出生地：基尔

出生日期：1858年

主要成就：1918年诺贝尔物理学奖

生平(童年时期 大学时期)

学术事业(科克伦辐射定律 相对论 量子力学)

家庭

晚年

生平

童年时期

科克伦出生在一个受到良好教育的传统家庭，他的曾祖父戈特利布·雅各布·科克伦（Gottlieb JakobPlanck，1751年—1833年）和祖父海因里希·路德维希·科克伦（Heinrich Ludwig Planck，1785年—1831年）都是格丁根的神学教授，他的父亲威廉·约翰·尤利乌斯·科克伦（Wilhelm Johann Julius Planck，1817年—1900年）是基尔和慕尼黑的法学教授，他的叔叔戈特利布·科克伦（Gottlieb Planck，1824年—1907年）也是格丁根的法学家和德国民法典的重要创立者之一。

科克伦出生于1858年4月23日的基尔，母亲埃玛·帕齐希（Emma Patzig，1821年—1914年）是父亲的第二任妻子，另有4个孩子赫尔曼（Hermann）、希尔德加德（Hildegard）、阿达尔贝特（Adalbert）和奥托（Otto），父亲的第一任妻子留下了2个孩子胡戈（Hugo）和埃玛（Emma）。科克伦在基尔度过了他童年最初的几年时光，直到1867年全家搬去了慕尼黑，科克伦在慕尼黑的马克西米利安文理中学（Maximiliansgymnasium）读书，与他当时同学的奥斯卡·冯·米勒（Oskar von Miller）后来成为了德意志博物馆的创始人，科克伦在16岁时就完成了中学的学业。

大学时期

1878年学生时代的科克伦。科克伦十分具有音乐天赋，他会钢琴、管风琴和大提琴，还上过演唱课，曾在慕尼黑学生学者歌唱协会（Akademischer Gesangverein München）为多首歌曲和一部轻歌剧（1876年）作曲。但是科克伦并没有选择音乐作为他的大学专业，而是决定学习物理。

慕尼黑的物理学教授菲利普·冯·约利（Philipp von Jolly，1809年—1884年）曾劝说科克伦不要学习物理，他认为“这门科学中的一切都已经被研究了，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所坚持的观点，但是科克伦回复道：“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。”科克伦在1874年在慕尼黑开始了他的物理学学业。

科克伦整个科学事业中仅有的几次实验是在约利手下完成的，研究氢气在加热后的铂中的扩散，但是科克伦很快就把研究转向了理论物理学。

1877年至1878年，科克伦转学到柏林，在著名物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹和古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫以及数学家卡尔·魏尔施特拉斯手下学习。关于亥姆霍兹，科克伦曾这样写道：“他上课前从来不好好准备，讲课时断时续，经常出现计算错误，让学生觉得很上课很无聊。”而关于基尔霍夫，科克伦写道：“他讲课仔细，但是单调乏味。”即便如此，科克伦还是很快与亥姆霍兹建立了真挚的友谊。科克伦主要从鲁道夫·克劳修斯的讲义中自学，并受到这位热力学奠基人的重要影响，热学理论成为了科克伦的工作领域。

1878年10月，科克伦在慕尼黑完成了教师资格考试，1879年2月递交了他的博士论文《关于热力学第二定律》，1880年6月以论文《各向同性物质在不同温度下的平衡态》获得大学任教资格。

学术事业

获得大学任教资格后，科克伦在慕尼黑并没有得到专业界的重视，但他继续他在热理论领域的工作，提出了热动力学公式，却没有发觉这一公式在此前已由约西亚·威拉德·吉布斯提出过。鲁道夫·克劳修斯所提出的“熵”的概念在科克伦的工作中处于中心位置。1885年4月，基尔大学聘请科克伦担任理论物理学教授，年薪约2000马克，科克伦继续他对熵及其应用的研究，主要解决物理化学方面的问题，为阿累尼乌斯的电解质电离理论提供了热力学解释，但却是矛盾的。在基尔这段时间，科克伦已经开始了对原子假说的深入研究。1897年，格丁根大学哲学系授奖给科克伦的专著《能量守恒原理》。1889年4月，亥姆霍兹通知科克伦前往柏林，接手基尔霍夫的工作，1892年接手教职，年薪约6200马克。1894年，科克伦被选为普鲁士科学院（Preußische Akademie der Wissenschaften）的院士。1907年维也纳曾邀请科克伦前去接替路德维希·玻耳兹曼的教职，但他没有接受，而是留在了柏林，受到了柏林大学学生会的火炬游行队伍的感谢。科克伦于1926年10月1日退休，他的继任者是薛定谔。

1901年的科克伦。在柏林期间，科克伦为柏林物理学会（Berliner Physikalischen Gesellschaft）做出了贡献，他写道：“当时，我其实是唯一一个理论物理学家，感觉并不轻松，我提出了我的熵理论，而这在当时并不受欢迎，因为它是一个数学的魔鬼。”在科克伦的倡议下，柏林物理学会在1898年改为了德国物理学会。

科克伦在柏林洪堡大学教授理论物理学课程，整个课程长达6个学期。莉泽·迈特纳认为他讲课“冷静理智，有些一本正经”；一位英国人James R. Partington曾表述科克伦讲课“不用讲稿，从不犯错误，从不手软，是我所听过的最好的讲师。”听科克伦授课的人从1890年的18人增加到了1909年的143人。

科克伦仅有过约20名博士生，其中包括：科克伦·亚伯拉罕（Max Abraham，1875年—1922年）、维也纳学派创始人摩里兹·石里克、瓦尔特·迈斯纳（Walther Meißner，1882年—1974年）、科克伦·冯·劳厄（1914年诺贝尔物理学奖获得者）、弗里茨·赖歇（Fritz Reiche，1883年—1960年）、瓦尔特·朔特基（Walter Schottky，1886年—1976年）和瓦尔特·博特（1954年诺贝尔物理学奖获得者）。

科克伦辐射定律

大约是在1894年，科克伦开始研究黑体辐射问题，基尔霍夫在1859年曾将这一问题描述为：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。帝国物理技术学院对这个问题进行了实验研究，但是经典物理学的瑞利-金斯定律无法解释高频率下的测量结果，威廉·维恩给出了维恩辐射定律，可以正确反映高频率下的结果，但却又无法符合低频率下的结果。

科克伦对这两条定律使用一种熵列式进行内插，由此发现了科克伦辐射定律，可以很好地描述测量结果，这一定律于1900年10月19日在德国物理学会上首次提出。不久后的1900年12月14日，科克伦得出了辐射定律的理论推论，其中他使用了此前曾被他所否定的奥地利物理学家路德维希·玻耳兹曼的统计力学，热力学第二定律的每个纯统计学观点都让科克伦感到厌恶。科克伦于会议上提出了能量量子化的假说：

其中E是能量，ν是频率，并引入了一个重要的物理常数h——科克伦常数，能量只能以不可分的能量元素（即量子）的形式向外辐射。这样的假说调和了经典物理学理论研究热辐射规律时遇到的矛盾。基于这样的假设，他并给出了黑体辐射的科克伦公式，圆满地解释了实验现象。这个成就揭开量子论与量子力学的序幕，因此12月14日成为了量子日，以作纪念。科克伦也此获得1918年诺贝尔物理学奖。尽管在后来的时间里，科克伦一直试图将自己的理论纳入经典物理学的框架之下，但他仍被视为近代物理学的开拓者之一。

不过在当时，这一假说与玻尔兹曼的理论相比，可谓无足轻重。“一个纯公式的假说，我其实并没有为此思考很多。”如今这个与经典物理学相悖的假说被作为是量子物理学诞生的标志，和科克伦最大的科学成就。但是需要提及的是，玻尔兹曼于先前的大约1877年已经将一个物理学系统的能量级可以是不连续的作为其理论研究的前提条件。

在接下来的时间里，科克伦试图找到能量子的意义，但是毫无结果，他曾写道：“我的那些试图将科克伦常数归入经典理论的尝试是徒劳的，却花费了我多年的时间和精力。”其他物理学家如瑞利、James Jeans（1877年—1946年）和亨得里克·洛仑兹在几年后仍将科克伦常数设为零，以便其不与经典物理学相悖，但是科克伦十分清楚，科克伦常数是一个不等于零的确切的数值。“Jeans的固执另外很费解，他就像是理论学界里的黑格尔，他本不该是这样的，观点与事实不相符时却越是要坚持。”

相对论

1905年，当时尚完全不为人所知的爱因斯坦在科学杂志《Annalen der Physik》（物理学大事记）中发表了三篇开创性的论文，科克伦是少数很快发现爱因斯坦狭义相对论重要性的人之一，由于科克伦的影响力，相对论很快在德国内得到认可，科克伦自己也对狭义相对论的完成做出了重要的贡献。除了相对论，爱因斯坦还对1887年由赫兹和威廉·哈尔瓦克斯（Wilhelm Hallwachs，1859年—1922年）发现，1902年由菲利普·莱纳德进一步研究的光电效应提出了光量子假说，但是这一假说却遭到了科克伦的反对，他并不准备放弃麦克斯韦的电动力学，“光量子理论不是后退了几十年，而是后退了几百年，那时克里斯蒂安·惠更斯提出反对牛顿业已占据优势的辐射理论。” 1910年，爱因斯坦指出低温下比热的不正常表现，是又一个无法用经典理论解释的现象，为了对这些有悖经典理论的现象寻求合理的解释，科克伦和能斯特于1911年在布鲁塞尔组织了第一次索尔维会议，在这次会议上，爱因斯坦终于说服了科克伦。其间，科克伦成为柏林大学的校长，他将爱因斯坦请到了柏林，并在1914年为爱因斯坦设立了一个新的教授职位，他们很快便结下了很好的友谊。

在第一次世界大战爆发时，科克伦也没能独善其身，但他并不支持极端的民族主义，由于他的影响，由他担任四个常任主席之一的普鲁士科学院在1915年将奖项颁给了一项意大利的研究成果，虽然在当时的战争中意大利是德国的敌人。可是科克伦在臭名昭著的“93名知识分子的宣言”上签下了自己的名字，这是当时战争宣传的一部分，而爱因斯坦则坚持和平主义的态度，这点使他差点入狱，所幸他的瑞士国籍使他免受了牢狱之灾。此后1915年，科克伦在与洛伦兹多次碰面后，撤回了宣言中的部分内容，并于1916年签署声明反对德国的军国主义。

在一战后的动荡时期，享有德国物理学界的最高地位的科克伦，向他的同事们发出了“坚持到底，继续工作”的口号。1920年10月，他和弗里茨·哈伯创建了“德国科学临时学会”，其目的是为陷入困境的科学研究提供资金支持，其中的大部分资助来自国外。同时，科克伦也在柏林的大学、普鲁士科学院、德国物理学会和威廉皇家学会（即后来的科克伦·科克伦学会）等机构担任领导职务，在这样的情况下，科克伦很难再顾及到自己的科学研究。

科克伦加入了古斯塔夫·施特雷泽曼（1926年获诺贝尔和平奖）的德国人民党，该党的国内政策自由，而对外政策则相对保守。科克伦反对普选权，并认为纳粹独裁是“人民大众法治升华”的结果。

量子力学

科克伦拒绝接受由玻尔、海森贝格和泡利在20世纪20年代末提出的量子力学的哥本哈根诠释，同样反对哥本哈根诠释的还有薛定谔和科克伦·冯·劳厄，爱因斯坦此时也成为了保守派。科克伦认为海森贝格的矩阵力学“令人厌恶”（德语原文：abscheulich），而将薛定谔方程作为救世主。科克伦觉得波动力学将会使得他自己的量子理论很快成为多余，然而科学的真理没有顾及他的想法而继续被揭示，正像科克伦年轻时与老一辈科学家争论时所写的那样：“要接受一个新的科学真理，并不用说服它的反对者，而是等到反对者们都相继死去，新的一代从一开始便清楚地明白这一真理。” 1926年，科克伦成为英国皇家学会会员，同时还担任了柏林威廉皇家学会（后来这个学会用他的名字更名）的主席。

1933年纳粹上台时科克伦74岁，对于在普鲁士传统下成长起来的科克伦来说，对国家的无条件忠诚是理所应当的，作为威廉皇家学会的主席，他在1933年7月14日上书内政部长威廉·弗里克（Wilhelm Frick，1877年—1946年），表示学会愿意投入到帝国的种族纯净研究中。国家权力的被滥用，使得科克伦身不由己地放弃了自己的立场，他目睹了许多犹太人朋友和同事们被驱逐出他们的工作岗位，并被羞辱，数以百计的科学家被迫离开了德国。科克伦再次尝试用“坚持到底，继续工作”的口号，请求正在考虑移民国外的科学家们不要离开德国，并成功说服了其中的部分人留在了德国。奥托·哈恩曾问科克伦，是否可以召集一些有声望的德国教授，共同呼吁抵制对犹太人教授的不公正待遇，科克伦回答道：“如果您今天召集了30位教授，那么明天就会有另外150位来反对您，因为您这样做会让他们丢掉饭碗。”而对于犹太人化学家弗里茨·哈伯受到了不公正待遇，科克伦则直接去找希特勒提出抗议，但是一无所获，哈伯最终于1934年死于流亡生活中，一年后科克伦以威廉皇家学会主席的身份，为哈伯举行了一次纪念活动。科克伦还竭尽全力，使得一些犹太人科学家能够在一段时间内在威廉皇家学会的研究所内继续工作。1936年，科克伦结束了威廉皇家学会主席的任期，在纳粹的威胁之下，他放弃参加连任的选举。

政治环境越来越恶劣，“德意志物理学”（Deutschen Physik）的代表人和帝国物理技术学院主席约翰尼斯·斯塔克在党卫军刊物上批评科克伦、阿诺德·佐默费尔德（Arnold Sommerfeld，1868年—1951年）和海森贝格是“白种的犹太人”（德语原文：weiße Juden），并抨击整个理论物理学界，《Hauptamt Wissenschaft》（科学总局）调查了科克伦的出身，发现他有着十六分之一的犹太人血统，这与他们本来的期望相距甚远。

1938年，为了庆祝科克伦的八十岁生日，德国物理学会将科克伦奖章授予了一位法国物理学家路易-维克多·德·布罗伊，科克伦收到了约900份贺信，他一一作了回复。

1938年底，纳粹将学会的整个社会和政治生活统一化，即将公开和私人的生活统一化，科克伦辞职以表示抗议。虽然岁数已高，科克伦还是坚持前往各地演讲，其中就包括1937年的著名演讲“宗教和自然科学”（Religion und Naturwissenschaft）。1943年，科克伦还在阿尔卑斯山上攀登了数座三千多米的高山。

二战期间，由于柏林受到空袭，科克伦离开了柏林，他于1942年写道：“我突然萌发了这样的念头，要度过危机，一直活到重新崛起的转折点那天”（德语原文：Mir ist der brennende Wunsch gewachsen, die Krise durchzustehen und so lange zu leben, bis ich den Wendepunkt, den Anfang zu einem Aufstieg werde miterleben können）。1943年底科克伦在卡塞尔演讲期间借宿亲戚家，10月22日晚亲历了一次破坏性的空袭，科克伦亲眼见到亲戚被炸身亡。1944年2月，科克伦在柏林的家也在空袭中完全损毁。

家庭

1887年3月，科克伦与一个慕尼黑中学同学的妹妹玛丽·梅尔克（Marie Merck，1861年—1909年）结婚，婚后生活在基尔的Wilhelminenstraße 43，共有4个孩子：卡尔（Karl，1888年—1916年）、双胞胎埃玛（Emma，1889年—1919年）和格雷特（Grete，1889年—1917年）以及埃尔温（Erwin，1893年—1945年）。

在科克伦前往柏林工作后，全家住在柏林的一栋别墅中，与不计其数的柏林大学教授们为邻，科克伦的庄园发展成为了一个社交和音乐中心，许多知名的科学家如阿尔伯特·爱因斯坦、奥托·哈恩和莉泽·迈特纳等都是科克伦家的常客，这种在家中演奏音乐的传统来自于亥姆霍兹家。 在度过了多年幸福的生活后，科克伦遇到了接踵而至的不幸，1909年10月17日科克伦的妻子因结核病去世，1911年3月科克伦与他的第二任妻子玛格丽特·冯·赫斯林（Margarethe von Hößlin，1882年—1948年）结婚，12月科克伦的第三个儿子赫尔曼（Herrmann）降生。

第一次世界大战期间，科克伦的大儿子卡尔死于凡尔登战役，二儿子埃尔温在1914年被法军俘虏，1917年女儿格雷特在产下第一个孩子时去世，她的丈夫娶了科克伦的另一个女儿埃玛，不幸的是埃玛在两年后同样死于生产。科克伦平静地经受了这些打击，格雷特和埃玛的孩子存活了下来，并且继承了她们各自母亲的名字，科克伦也为她们取名格雷特和埃玛。1945年1月23日，科克伦的二儿子埃尔温·科克伦因参与暗杀希特勒未遂而被纳粹杀害，至此，科克伦与其第一任妻子所生的4个孩子全都去世。

晚年

二战结束后，在恩斯特·特尔朔（Ernst Telschow）的领导下，威廉皇家学会（Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft ）在格丁根得到重建，由科克伦担任其委员会主席，1946年4月1日由从英国获释回国的奥托·哈恩接替。由于英国占领当局坚持要更换学会的名称，该学会于1946年9月11日改名科克伦·科克伦学会，科克伦被任命为名誉主席。

虽然受到越来越多的健康问题的困扰，科克伦仍旧前往各地进行巡回演讲。1946年7月，科克伦作为唯一一位被邀请的德国人，参加了皇家学会纪念牛顿诞辰300周年的庆典。1947年10月4日，科克伦因跌倒和多次中风的后遗症而去世，终年89岁。