可以這麼說，量子力學開啟了第三次工業革命。
要了解量子力學的迷人之處，就要先了解什麼是量子，提起量子就不得不提到普朗克，而定義量子的普朗克也是一位很有人格魅力的人。
普朗克到底做了什麼呢？簡單一句話，他說：光裡面的能量是一份一份的。什麼意思呢？比如說，我們看到水波的時候，會說，水波的能量可大可小，波浪小的時候，能量小；波浪大的時候，能量就大。而且，波浪的能量是從 0 到無限大，中間是連續的。
光也是波，這個事實十九世紀初就被物理學家確定了。因此，我們想當然地認為，光的能量和波浪一樣，也是從 0 到無限大，連續不斷。
普朗克卻說，不然，光的能量是一份一份的。比如說，你開啟鐳射筆，鐳射的波長或者頻率是固定的。普朗克的發現告訴你，這個鐳射的能量有個最小的部分，這個部分的能量與鐳射的頻率成正比，正比的係數叫普朗克常數。普朗克常數非常小，這樣，一個光子的能量也非常小。
聰明的你很快就會推論，如果是這樣，那麼，鐳射的能量就是最小能量的整數倍。不錯，你猜對了。這個結論正是普朗克1900 年左右發現的。
接下來，我們說說是什麼導致了普朗克的發現，以及這個發現具體是什麼意思。
回顧一下玻爾茲曼的統計力學，任何氣體都是由分子或者原子構成的。玻爾茲曼發現了一個重要的規律：物體中的分子的能量和物體本身的溫度是成正比的。
在十九世紀末、二十世紀初的時候，物理學家們想把玻爾茲曼的理論應用到光的研究領域。我們知道，1888 年，赫茲用實驗證明了電磁波的存在。所以，十九世紀末、二十世紀初的科學家們開始想要對光，也就是電磁波具有的能量進行研究。例如，太陽光照射到地球，就有固定的能量。
如果我們在一個爐子裡點火，然後把爐子密封起來，那麼它裡面就有光。當這些光的能量和燃燒的物體之間取得一個平衡的時候，它也就有溫度，就像太陽光一樣。太陽的表面溫度是 6000 度左右，因此太陽發出的光的溫度也是 6000 度左右。我們如果把太陽光和地球上的光做類比，就會知道地球上的光也有溫度。
這個時候，物理學家們就想把麥克斯韋的理論和玻爾茲曼的分子原子理論結合起來。他們設想：如果給氣體設定一個溫度，能夠計算出它包含多少能量，那麼給光和電磁波設定一個溫度，也應該能計算出它有多大能量。
當物理學家們把這個公式應用到麥克斯韋理論中時，發現這個能量是無限大的。當然，如果一個物體有無限大的能量，這倒是一件好事，因為這樣我們就會有取之不竭的能源。但事實卻是，沒有一個物體有無限大的能量。
那麼，物理學家們怎麼會計算出光和電磁波擁有無限大的能量？這是因為光和電磁波與普通物體之間存在著一個根本的不同之處——物理學家們並沒有假設光和電磁波是由分子和原子構成的，而是認為光是連續的。這就像我們不會去分解一杯水一樣，因為我們認為一杯水是連續的，就是在一個杯子的空間裡充滿了水。物理學家也假定，在空間裡充滿了光，這些光是連續的。按照麥克斯韋的理論來說，光呈現出的是連續的波的狀態。簡單地應用一下玻爾茲曼的理論，物理學家們發現不對頭，光竟然有無限大能量。
普朗克認為物體的熱輻射所發出的光，其能量並不連續，而是一份一份的，大小等於光的頻率乘以一個很小的常數。這個常數後來就叫做「普朗克常數」。其實我們所說的「量子」，就是指這種物理量本身不連續、總是一份一份分佈的特性。
這個偉大的發現開啟了通往量子世界的大門。
普朗克把光的最小能量叫 quantus，也就是我們今天所說的量子。這就意味著，雖然這些波從表面上看是不可分割的，但其實它具有的能量是可以分割的，並且能分割到最小的單位 —— 量子，這個量子有固定的能量。因此，儘管光不像普通物體那樣包含分子和原子，但是它的能量是由量子組成的。這樣一來，透過已知的由麥克斯韋、玻爾茲曼等人建立起來的理論，就能計算出電磁波和光的能量，這個能量是有限的。普朗克常數非常小，小到什麼程度？這可以由一個光量子的大小看出：一個普通的白熾燈，每秒鐘會釋放上萬億億個光量子。
普朗克還給出了一個新的公式，解釋了光的能量與溫度之間的關係：一個單位體積裡面的光的能量，是隨著溫度的 4 次方變化的。也就是說，光的溫度提高到 2 倍，它的能量就提高到 16 倍；溫度提高到 3 倍，能量就提高到 81 倍。由此一來，普朗克終於得到了一個不朽的公式，這就是普朗克公式。
透過普朗克公式，我們知道光的能量和溫度之間的關係，還能計算出不同頻率之間的光的能量。光的頻率越大，或者說波長越短，光波的能量也就越大。
接下來說說普朗克本人。
普朗克童年時的愛好並不是科學，而是音樂和文學。我們都知道，普朗克在物理學家中以善於演奏鋼琴著名，而愛因斯坦是以演奏小提琴著名。據說，普朗克演奏鋼琴的水平要遠遠高於愛因斯坦演奏小提琴的水平。當然，因為當年既沒有錄音帶，也沒有 U 盤，所以這些只是傳說，並沒有實證。
據說普朗克後來轉向物理學，是因為受到了他的一位中學老師的啟發和激勵。這位老師名叫繆勒，這是一個德語中常見的名字。他給普朗克講了一個故事，讓普朗克對物理學產生了興趣。故事是這樣的：一個建築工人費了很大力氣把磚頭搬到屋頂上，這樣一來，這個工人耗費的能量就被磚頭儲存了起來。一旦磚頭風化之後鬆動了，從屋頂落下去，能量就會被釋放出來，如果砸到了人就會使人受傷。這種能量的轉移和釋放就是能量守恆。
繆勒講的故事給普朗克留下了一生難忘的印象，使得他把興趣愛好由音樂和文學轉移到了物理學方面，為他日後的研究工作打下了基礎。
一位物理學教授曾勸說普朗克，希望他不要學習物理。因為從當時的物理學界發展的角度來看，「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」。但是普朗克並沒有知難而退，他給這位教授回信說：「我並不期望發現新大陸，只希望理解已經存在的物理學基礎，或許能將其加深。」在這個信念的指引下，普朗克開始了物理學的研究。
流傳得最廣的還有下面這個故事。
在普朗克獲獎以後，他經常被邀請到各個大學去做演講。但是每次他的報告內容都是一樣的。久而久之，他的司機也能倒背如流。有一次，司機和普朗克說：「你的報告我已經倒背如流了，乾脆下次演講讓我去吧，」普朗克答應了。到了下次演講的時候，司機就頂替普朗克上臺做報告，而且很順利地完成了。但到了接下來的觀眾提問環節，有個觀眾問了一個技術問題，直接把司機給難住了。幸好司機反應很快，回答道：「這個問題很簡單，連我在臺下的司機都能回答，讓他來和你說吧。」然後坐在臺下的普朗克就上臺救了場。
普朗克在拿到諾貝爾獎之後，不僅變得很富有，而且在德國最著名的柏林大學成為一個名教授，這樣看來他這輩子似乎不用繼續努力拼搏也可以過得很不錯。但是，普朗克不幸地經歷了兩次世界大戰。1916 年，普朗克已經快 60 歲了，妻子早已去世，他的大兒子在第一次世界大戰的戰場上陣亡。他不得不承受老年喪子之痛。到了第二年，他失去了一個女兒，又過了兩年，他又失去了另一個女兒。更不幸的是，在接下來的第二次世界大戰中，他的二兒子又被希特勒處死。
最後，我經常說的觀點又來了。什麼觀點呢？我說過，牛頓力學開啟了第一次工業革命，電磁學開啟了第二次工業革命。普朗克發現了量子，然後物理學家們透過差不多三十年的努力，建立了量子力學。量子力學開啟了第三次工業革命。
