В тази кратка публикация в блога ще научите повече за живота на един талантлив физик.
Каква е историята на Макс Планк?
Макс Планк е немски физик-теоретик, смятан за първоосновател на квантовата теория и един от най-важните физици на 20-и век. В началото на века той осъзнава, че светлината и другите електромагнитни вълни се излъчват под формата на дискретни пакети енергия, които той нарича „кванти“ – „квант“ в единствено число – и които могат да приемат само определени дискретни стойности (кратни на определена константа, която сега е известна като константата на Планк). Това откритие обикновено се смята за първата съществена стъпка в развитието на квантовата теория, която революционизира начина, по който виждаме и разбираме субатомния свят.
Карл Ернст Лудвиг Маркс Планк, по-известен като Макс, е роден на 23 април 1858 г. в Кил, Холщайн, Северна Германия. Семейството му е традиционно и интелектуално (баща му е професор по право, а дядо му и прадядо му са били професори по теология). През 1867 г. семейството се премества в Мюнхен, където Планк посещава гимназията „Лудвиг-Максимилиан“. Там той попада под ръководството на Херман Мюлер, който му преподава астрономия и механика, както и математика, и събужда ранния интерес на Планк към физиката.
Въпреки че е талантлив музикант (пее, свири на пиано, орган и виолончело, композира песни и дори опери), през 1874 г. той избира да учи физика в Мюнхенския университет, като бързо се насочва към теоретичната физика, а през 1877 г. се премества в Берлин за още една година обучение. След като през 1880 г. завършва хабилитационния си труд върху теорията на топлината, Планк става неплатен частен преподавател в Мюнхен, докато му предложат университетски пост. През април 1885 г. Университетът в Кил го назначава за доцент по теоретична физика и той продължава работата си върху теорията на топлината и върху идеите на Рудолф Клаузиус за ентропията и приложението ѝ във физикохимията.
През 1889 г. Планк се премества в Берлинския университет, където през 1892 г. става редовен професор. През 1887 г. той се жени за Мария Мерк и им се раждат четири деца: Карл (1888 г.), близначките Ема и Грета (1889 г.) и Ервин (1893 г.), от които само Ервин оцелява през Първата световна война. Къщата на Планк в Берлин се превръща в социален и културен център за учени и много известни учени, сред които Алберт Айнщайн, Ото Хан и Лиза Мейтнер, я посещават често.
През 1894 г. Планк започва да се интересува от проблема за излъчването на черното тяло, т.е. от наблюдението, че най-голямото количество енергия, излъчено от „черно тяло“ (или друг съвършен абсорбер), е към средата на електромагнитния спектър, а не в ултравиолетовата област, както предполага класическата теория. По-специално той изследва как интензивността на електромагнитното излъчване, излъчвано от черно тяло, зависи от честотата на излъчването (например от цвета на светлината) и от температурата на тялото. След някои първоначални разочарования, през 1900 г. той извежда първата версия на своя закон за излъчването на черното тяло. Въпреки че той добре описва експериментално наблюдавания спектър на черното тяло, той осъзнава, че не е съвършен.
Предишната година, 1899 г., той забелязва, че енергията на фотоните може да приема само определени дискретни стойности, които винаги са цяло число, кратно на определена константа, сега известна като константа на Планк. По този начин светлината и другите вълни се излъчват на дискретни пакети енергия, които той нарича „кванти“. Определянето на константата на Планк му дава възможност да дефинира нов универсален набор от физични единици или единици на Планк (като дължина на Планк, време на Планк, температура на Планк и т.н.), като всички те се основават на пет фундаментални физични константи: скоростта на светлината във вакуум, гравитационната константа, константата на силата на Кулон, константата на Болцман и неговата собствена константа на Планк.
По-късно, през 1900 г., той преработва теорията си за черното тяло, за да включи предположението, че електромагнитната енергия може да се излъчва само в „квантова“ форма, така че енергията може да бъде само кратна на елементарната единица E = hv (където h е константата на Планк, която той вече е въвел през 1899 г., а v е честотата на излъчване). Въпреки че по онова време квантуването е чисто формална хипотеза в работата на Планк и той никога не разбира напълно радикалните му последици (за които трябва да се изчака интерпретациите на Алберт Айнщайн през 1905 г.), откритието му се смята за рождението на квантовата физика и за най-голямото интелектуално постижение в кариерата на Планк. За това постижение през 1918 г. му е присъдена Нобелова награда за физика.
Планк е един от малцината, които веднага осъзнават значението на публикуваната през 1905 г. специална теория на относителността на Айнщайн, и използва влиянието си в света на теоретичната физика (от 1905 до 1909 г. е председател на новосъздаденото Германско физическо дружество), за да гарантира бързото и широко приемане на теорията в Германия, като същевременно дава своя принос за нейното развитие. След като Планк е назначен за декан на Берлинския университет, той успява да повика Айнщайн в Берлин и да създаде нова катедра специално за него през 1914 г. Двамата учени скоро стават близки приятели и често се срещат, за да свирят заедно.
Съпругата на Планк Мари умира през 1909 г., вероятно от туберкулоза, а през 1911 г. той се жени за втори път за Марга фон Хьослин, която през същата година го дарява с трети син – Херман. Към момента на анексирането на Германия и Първата световна война през 1914 г. (която Планк първоначално приветства, но по-късно протестира срещу нея) той е на практика най-високият авторитет в немската физика като един от четиримата постоянни председатели на Пруската академия на науките и ръководител на влиятелния координиращ орган – Обществото на кайзер Вилхелм. До края на 20-те години Нилс Бор, Вернер Хайзенберг и Волфганг Паули разработват така наречената „копенхагенска интерпретация“ на квантовата механика и квантовата теория, която е предизвикана от работата на Планк, се утвърждава все повече, макар че самият Планк (както и Айнщайн) никога не е бил напълно съгласен с някои от нейните философски последици.
Когато нацистите идват на власт през 1933 г., Планк е старец на 74 години и като цяло избягва открит конфликт с нацисткия режим, въпреки че организира донякъде провокативно официално възпоменателно събрание след смъртта в изгнание на колегата си физик Фриц Хабер. Той също така успява тайно да разреши на редица учени евреи да продължат да работят в институтите на Обществото на кайзер Вилхелм в продължение на няколко години.
Движението „Дойче физик“ атакува Планк, Арнолд Зомерфелд и Вернер Хайзенберг и др. за това, че продължават да преподават теориите на Айнщайн, като ги нарича „бели евреи“. Когато мандатът му като председател на Дружеството „Кайзер Вилхелм“ изтича през 1936 г., нацисткото правителство оказва натиск върху него да не се кандидатира за преизбиране. В края на 1938 г. Пруската академия на науките губи останалата си независимост и е завладяна от нацистите, а Планк протестира, като подава оставка като председател. Той категорично отказва да се присъедини към нацистката партия, въпреки че е подложен на значителен политически натиск да го направи.
Съюзническите бомбардировки срещу Берлин по време на Втората световна война принуждават Планк и съпругата му да напуснат временно града и да живеят в провинцията, а къщата му в Берлин е напълно разрушена от въздушно нападение през 1944 г. Продължава да пътува често, изнася много публични лекции, особено по въпросите на религията и науката (през целия си живот е предан и упорит последовател на християнството), и на преклонната 85-годишна възраст все още е достатъчно здрав, за да изкачва 3000-метрови върхове в Алпите.
В края на Втората световна война (по време на която най-малкият му син Ервин е замесен в опит за убийство на Хитлер през 1944 г. и е обесен) Планк, втората му съпруга и останалият му син се преместват в Гьотинген. Той умира там на 4 октомври 1947 г. на 89-годишна възраст след няколко инсулта.
.
Открийте следващата ни статия: Кой е Ричард Файнман?