古斯塔夫·基尔霍夫

一个人一生里能有一条定律进教科书就算成功。基尔霍夫有三条，而且分属三个方向：每一本电路课本开头那两条守恒律是他的；每一本天体物理课本讲光谱的那一章是他的；量子力学的整个故事，起点是他 1859 年提出的一个问题。

「学生基尔霍夫」

他生于柯尼斯堡，父亲是律师。在柯尼斯堡大学念书时，那里正是德国数学物理最硬的地方——雅可比与弗朗茨·诺伊曼的讨论班。

1845 年，还没毕业的基尔霍夫把欧姆定律推广到了任意网络。此前欧姆处理的是一根导线，而真实的电路是分叉、回环、互相缠绕的。他给出两条规则：节点上电流之和为零，回路上电压之和为零。前者是电荷守恒，后者是能量守恒；合在一起，任意复杂的电路都塌缩成一组线性方程。

这篇论文刊在《物理年鉴》上，作者栏印的是「学生基尔霍夫」（stud. Kirchhoff）——他确实还是学生，二十一岁。今天检索这篇文献，数据库里的作者字段仍然原样保留着那个词。

海德堡：太阳是什么做的

1854 年，本生把他引荐到海德堡。这对化学家与物理学家的组合此后六年做出了两件大事。

第一件是光谱分析。本生的煤气灯给出几乎不发光的火焰，正适合看样品自己的颜色；基尔霍夫加上棱镜，两人发现每种元素都有一组固定的谱线，像指纹一样。1860 年他们用这个办法发现了铯，次年发现了铷。

第二件更远。夫琅禾费四十年前就注意到太阳光谱里有许多暗线，没人知道为什么。基尔霍夫做了一个判决性的实验：让太阳光穿过一盏钠灯的火焰，本该被钠的亮线填上的位置，暗线反而更黑了。结论只能是：太阳的外层大气里有钠，它吸收了自己本来会发射的那些波长。

于是人类第一次知道了一个够不着的天体由什么构成。据说他的银行家朋友当时揶揄，太阳上有金子又拿不下来有什么用；后来基尔霍夫因这项工作得了一枚英国颁的金质奖章、折成金币付给他，他把金币递过去说：这就是从太阳上拿下来的金子。

一个问题，四十一年

同在 1859 年，他把上面那个实验背后的道理推到了极致。

他证明：任何物体在某个波长上的发射本领与吸收本领之比，是一个与材料无关的普适函数，只依赖波长和温度。善吸者必善发——钠灯的火焰能吸收钠的谱线，正因为它能发射同样的谱线。

既然与材料无关，那就应该去研究那个吸收一切、不反射任何东西的理想物体。他 1860 年给它起名「黑体」，并明确指出：求出这条曲线，是理论物理的一项任务。

这项任务悬了四十一年。维恩给出了短波端，瑞利给出了长波端，两边各自成立、合不到一起。1900 年，普朗克为了凑出整条曲线，被迫假设能量只能一份一份地交换。量子力学就是从这里开始的——而提出这个问题的人已经去世十三年，普朗克坐的正是他留下的那把椅子。

力学是什么

1875 年，健康已经不允许他再做实验（他多年拄拐，后来靠轮椅），基尔霍夫转去柏林大学做理论物理讲座教授。他的讲义以严谨与枯燥并称，年轻的普朗克听过，评价说讲得无可挑剔，却激不起人的兴致。

但那套讲义的开篇是有名的：力学是关于运动的科学，它的任务是完整地、并且以最简单的方式描述自然界中的运动。没有「力的本质」，没有「为什么」，只有描述与简单。这句话被后来的马赫、赫兹一路承接下去，成了十九世纪末物理学自我认识的一个标志。

1887 年 10 月 17 日，基尔霍夫在柏林去世。