Dowiedz się więcej o życiu utalentowanego fizyka w tym krótkim wpisie na blogu.
Jaka była historia Maxa Plancka?
Max Planck był niemieckim fizykiem teoretycznym, uważanym za twórcę teorii kwantowej i jednego z najważniejszych fizyków XX wieku. Na przełomie wieków zdał sobie sprawę, że światło i inne fale elektromagnetyczne są emitowane w postaci dyskretnych pakietów energii, które nazwał „kwantami” – „kwantami” w liczbie pojedynczej – i które mogą przyjmować tylko pewne dyskretne wartości (wielokrotności pewnej stałej, która jest obecnie znana jako stała Plancka). Odkrycie to jest powszechnie uważane za pierwszy istotny krok w rozwoju teorii kwantowej, która zrewolucjonizowała sposób, w jaki postrzegamy i rozumiemy świat subatomowy.
Karl Ernst Ludwig Marx Planck, lepiej znany jako Max, urodził się w Kilonii, w Holsztynie, w północnych Niemczech, 23 kwietnia 1858 roku. Jego rodzina była tradycyjna i intelektualna (ojciec był profesorem prawa, a dziadek i pradziadek profesorami teologii). W 1867 r. rodzina przeniosła się do Monachium, gdzie Planck uczęszczał do Ludwig-Maximilians Gymnasium. Tam został oddany pod opiekę Hermanna Müllera, który uczył go astronomii i mechaniki, a także matematyki i rozbudził wczesne zainteresowanie Plancka fizyką.
Chociaż był utalentowanym muzykiem (śpiewał, grał na fortepianie, organach i wiolonczeli, komponował piosenki, a nawet opery), w 1874 r. zdecydował się studiować fizykę na Uniwersytecie w Monachium, szybko przechodząc na fizykę teoretyczną, po czym w 1877 r. przeniósł się do Berlina na kolejny rok studiów. Po ukończeniu pracy habilitacyjnej na temat teorii ciepła w 1880 roku, Planck został bezpłatnym prywatnym wykładowcą w Monachium, dopóki nie zaproponowano mu stanowiska uniwersyteckiego. W kwietniu 1885 r. Uniwersytet w Kilonii mianował go profesorem nadzwyczajnym fizyki teoretycznej, a on kontynuował swoją pracę nad teorią ciepła i ideami Rudolfa Clausiusa dotyczącymi entropii i jej zastosowania w chemii fizycznej.
W 1889 r. Planck przeniósł się na Uniwersytet w Berlinie, gdzie w 1892 r. został profesorem zwyczajnym. Ożenił się z Marie Merck w 1887 roku i mieli czworo dzieci: Karla (1888), bliźniaczki Emmę i Grete (1889) oraz Erwina (1893), z których tylko Erwin przeżył I wojnę światową. Dom Plancka w Berlinie stał się centrum towarzyskim i kulturalnym dla naukowców, a wielu znanych naukowców, w tym Albert Einstein, Otto Hahn i Lise Meitner, często go odwiedzało.
W 1894 roku Planck zainteresował się problemem promieniowania ciała doskonale czarnego, tj. obserwacją, że największa ilość energii wypromieniowanej przez „ciało doskonale czarne” (lub jakikolwiek inny doskonały absorber) znajduje się w kierunku środka widma elektromagnetycznego, a nie w obszarze ultrafioletu, jak sugeruje teoria klasyczna. W szczególności badał, w jaki sposób intensywność promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez ciało doskonale czarne zależy od częstotliwości promieniowania (na przykład koloru światła) i temperatury ciała. Po początkowych frustracjach, w 1900 roku opracował pierwszą wersję swojego prawa promieniowania ciała doskonale czarnego. Jednakże, mimo że dobrze opisywało ono eksperymentalnie zaobserwowane widmo ciała doskonale czarnego, zdał sobie sprawę, że nie jest ono doskonałe.
W poprzednim roku, 1899, zauważył, że energia fotonów może przyjmować tylko pewne dyskretne wartości, które zawsze są całkowitą wielokrotnością pewnej stałej, obecnie znanej jako stała Plancka. W ten sposób światło i inne fale były emitowane w postaci dyskretnych pakietów energii, które nazwał „kwantami”. Definicja stałej Plancka umożliwiła mu zdefiniowanie nowego uniwersalnego zestawu jednostek fizycznych lub jednostek Plancka (takich jak długość Plancka, czas Plancka, temperatura Plancka itp.), Wszystkie oparte na pięciu podstawowych stałych fizycznych: prędkości światła w próżni, stałej grawitacyjnej, stałej siły Coulomba, stałej Boltzmanna i jego własnej stałej Plancka.
Później, w 1900 roku, zrewidował swoją teorię ciała doskonale czarnego, aby uwzględnić założenie, że energia elektromagnetyczna może być emitowana tylko w postaci „skwantowanej”, tak że energia może być tylko wielokrotnością jednostki elementarnej E = hv (gdzie h jest stałą Plancka, którą wprowadził już w 1899 roku, a v jest częstotliwością promieniowania). Chociaż kwantyzacja była czysto formalną hipotezą w pracy Plancka w tamtym czasie i nigdy w pełni nie zrozumiał jej radykalnych implikacji (które musiały poczekać na interpretacje Alberta Einsteina w 1905 roku), jego odkrycie zostało uznane za narodziny fizyki kwantowej i największe osiągnięcie intelektualne w karierze Plancka. To właśnie w uznaniu tego osiągnięcia otrzymał on Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1918 roku.
Planck był jednym z niewielu, którzy natychmiast dostrzegli znaczenie teorii szczególnej względności Einsteina, opublikowanej w 1905 roku, i wykorzystał swoje wpływy w świecie fizyki teoretycznej (był prezesem nowo utworzonego Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego w latach 1905-1909), aby zapewnić, że teoria została szybko i szeroko zaakceptowana w Niemczech, jednocześnie wnosząc własny wkład w jej rozwój. Po tym, jak Planck został mianowany dziekanem Uniwersytetu Berlińskiego, był w stanie wezwać Einsteina do Berlina i stworzyć nową katedrę specjalnie dla niego w 1914 roku.
Żona Plancka, Marie, zmarła w 1909 r., prawdopodobnie na gruźlicę, a w 1911 r. ożenił się po raz drugi z Margą von Hoesslin, która w tym samym roku urodziła mu trzeciego syna, Hermanna. Do czasu aneksji Niemiec i I wojny światowej w 1914 roku (którą Planck początkowo przyjął z zadowoleniem, ale później przeciwko niej protestował), był on faktycznie najwyższym autorytetem w niemieckiej fizyce, jako jeden z czterech stałych przewodniczących Pruskiej Akademii Nauk i lider wpływowego organu koordynującego, Towarzystwa Cesarza Wilhelma. Pod koniec lat dwudziestych XX wieku Niels Bohr, Werner Heisenberg i Wolfgang Pauli opracowali tak zwaną „kopenhaską interpretację” mechaniki kwantowej, a teoria kwantowa, którą zapoczątkowała praca Plancka, stawała się coraz bardziej ugruntowana, nawet jeśli sam Planck (podobnie jak Einstein) nigdy nie czuł się w pełni komfortowo z niektórymi jej filozoficznymi implikacjami.
Kiedy naziści doszli do władzy w 1933 r., Planck był 74-letnim starcem i generalnie unikał otwartego konfliktu z nazistowskim reżimem, choć zorganizował nieco prowokacyjne oficjalne spotkanie upamiętniające po śmierci na wygnaniu kolegi fizyka Fritza Habera. Udało mu się również potajemnie zezwolić wielu żydowskim naukowcom na kontynuowanie pracy w instytutach Kaiser Wilhelm Society przez kilka lat.
Ruch „Deutsche Physik” zaatakował między innymi Plancka, Arnolda Sommerfelda i Wernera Heisenberga za kontynuowanie nauczania teorii Einsteina, nazywając ich „białymi Żydami”. Kiedy jego kadencja na stanowisku prezesa Kaiser Wilhelm Society dobiegła końca w 1936 r., nazistowski rząd wywarł na niego presję, by nie ubiegał się o reelekcję. Pod koniec 1938 r. Pruska Akademia Nauk utraciła resztki niezależności i została przejęta przez nazistów, a Planck zaprotestował, rezygnując z funkcji prezesa. Kategorycznie odmówił wstąpienia do partii nazistowskiej, chociaż był pod znaczną presją polityczną, aby to zrobić.
Alianckie kampanie bombowe przeciwko Berlinowi podczas II wojny światowej zmusiły Plancka i jego żonę do tymczasowego opuszczenia miasta i zamieszkania na wsi, a jego dom w Berlinie został całkowicie zniszczony przez nalot w 1944 roku. Nadal często podróżował, wygłaszał wiele publicznych wykładów, zwłaszcza na temat religii i nauki (przez całe życie był oddanym i wytrwałym wyznawcą chrześcijaństwa), a w dojrzałym wieku 85 lat wciąż był na tyle sprawny, by wspinać się na 3000-metrowe szczyty w Alpach.
Pod koniec II wojny światowej (podczas której jego najmłodszy syn Erwin był zamieszany w próbę zamachu na Hitlera w 1944 r. i został powieszony), Planck, jego druga żona i pozostały syn przenieśli się do Getyngi. Zmarł tam 4 października 1947 r., w wieku 89 lat, po kilku udarach mózgu.
Odkryj nasz następujący artykuł: Kim był Richard Feynman?
>