Μάθετε περισσότερα για τη ζωή ενός ταλαντούχου φυσικού σε αυτή τη σύντομη ανάρτηση στο ιστολόγιο.
Ποια ήταν η ιστορία του Μαξ Πλανκ;
Ο Μαξ Πλανκ ήταν Γερμανός θεωρητικός φυσικός, ο οποίος θεωρείται ο αρχικός θεμελιωτής της κβαντικής θεωρίας και ένας από τους σημαντικότερους φυσικούς του 20ού αιώνα. Στο γύρισμα του αιώνα, συνειδητοποίησε ότι το φως και άλλα ηλεκτρομαγνητικά κύματα εκπέμπονται με τη μορφή διακριτών πακέτων ενέργειας, τα οποία ονόμασε “κβάντα” – “κβαντικά” στον ενικό – και τα οποία μπορούσαν να πάρουν μόνο ορισμένες διακριτές τιμές (πολλαπλάσια μιας ορισμένης σταθεράς, η οποία είναι σήμερα γνωστή ως σταθερά του Πλανκ). Η ανακάλυψη αυτή θεωρείται γενικά ως το πρώτο ουσιαστικό βήμα στην ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας, η οποία έφερε επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε και κατανοούμε τον υποατομικό κόσμο.
Ο Καρλ Ερνστ Λούντβιχ Μαρξ Πλανκ, γνωστότερος ως Μαξ, γεννήθηκε στο Κίελο, στο Χολστάιν της βόρειας Γερμανίας, στις 23 Απριλίου 1858. Η οικογένειά του ήταν παραδοσιακή και διανοούμενη (ο πατέρας του ήταν καθηγητής νομικής και ο παππούς και ο προπάππους του ήταν καθηγητές θεολογίας). Το 1867, η οικογένεια μετακόμισε στο Μόναχο, όπου ο Πλανκ φοίτησε στο Ludwig-Maximilians Gymnasium. Εκεί τέθηκε υπό την κηδεμονία του Hermann Müller, ο οποίος του δίδαξε αστρονομία και μηχανική καθώς και μαθηματικά και ξύπνησε το πρώιμο ενδιαφέρον του Planck για τη φυσική.
Αν και ταλαντούχος μουσικός (τραγουδούσε, έπαιζε πιάνο, εκκλησιαστικό όργανο και βιολοντσέλο και συνέθετε τραγούδια, ακόμη και όπερες), επέλεξε να σπουδάσει φυσική στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου το 1874, μεταπηδώντας γρήγορα στη θεωρητική φυσική, προτού μετακομίσει στο Βερολίνο για ένα ακόμη έτος σπουδών το 1877. Αφού ολοκλήρωσε τη διατριβή του για τη θεωρία της θερμότητας το 1880, ο Πλανκ έγινε άμισθος ιδιωτικός λέκτορας στο Μόναχο μέχρι να του προσφερθεί μια θέση στο πανεπιστήμιο. Τον Απρίλιο του 1885, το Πανεπιστήμιο του Κιέλου τον διόρισε αναπληρωτή καθηγητή θεωρητικής φυσικής και συνέχισε το έργο του πάνω στη θεωρία της θερμότητας και στις ιδέες του Ρούντολφ Κλάους για την εντροπία και την εφαρμογή της στη φυσική χημεία.
Το 1889, ο Πλανκ μετακόμισε στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, όπου έγινε τακτικός καθηγητής το 1892. Είχε παντρευτεί τη Μαρία Μερκ το 1887 και απέκτησαν τέσσερα παιδιά, τον Καρλ (1888), τα δίδυμα Έμμα και Γκρέτε (1889) και τον Έρβιν (1893), από τα οποία μόνο ο Έρβιν επέζησε του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου. Το σπίτι του Πλανκ στο Βερολίνο έγινε κοινωνικό και πολιτιστικό κέντρο για ακαδημαϊκούς και πολλοί διάσημοι επιστήμονες, όπως ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο Ότο Χαν και η Λιζ Μάιτνερ, το επισκέπτονταν συχνά.
Το 1894, ο Πλανκ άρχισε να ενδιαφέρεται για το πρόβλημα της ακτινοβολίας μελανών σωμάτων, δηλαδή για την παρατήρηση ότι η μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας που εκπέμπει ένα “μελανό σώμα” (ή οποιοσδήποτε άλλος τέλειος απορροφητής) βρίσκεται προς το μέσο του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και όχι στην περιοχή του υπεριώδους, όπως πρότεινε η κλασική θεωρία. Συγκεκριμένα, μελέτησε πώς η ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από ένα μαύρο σώμα εξαρτάται από τη συχνότητα της ακτινοβολίας (για παράδειγμα, το χρώμα του φωτός) και τη θερμοκρασία του σώματος. Μετά από κάποιες αρχικές απογοητεύσεις, κατέληξε στην πρώτη εκδοχή του νόμου του για την ακτινοβολία μελανών σωμάτων το 1900. Ωστόσο, αν και περιέγραφε καλά το φάσμα του μαύρου σώματος που παρατηρήθηκε πειραματικά, συνειδητοποίησε ότι δεν ήταν τέλειος.
Το προηγούμενο έτος, το 1899, είχε παρατηρήσει ότι η ενέργεια των φωτονίων μπορούσε να πάρει μόνο ορισμένες διακριτές τιμές που ήταν πάντα ακέραιο πολλαπλάσιο μιας ορισμένης σταθεράς, που σήμερα είναι γνωστή ως σταθερά του Planck. Με αυτόν τον τρόπο, το φως και άλλα κύματα εκπέμπονταν σε διακριτά πακέτα ενέργειας τα οποία ονόμασε “κβάντα”. Ο ορισμός της σταθεράς του Planck του επέτρεψε να ορίσει ένα νέο παγκόσμιο σύνολο φυσικών μονάδων ή μονάδων Planck (όπως το μήκος Planck, ο χρόνος Planck, η θερμοκρασία Planck κ.λπ.), οι οποίες βασίζονται σε πέντε θεμελιώδεις φυσικές σταθερές: την ταχύτητα του φωτός στο κενό, τη σταθερά της βαρύτητας, τη σταθερά της δύναμης Coulomb, τη σταθερά του Boltzmann και τη δική του σταθερά Planck.
Αργότερα, το 1900, αναθεώρησε τη θεωρία του μέλανος σώματος για να ενσωματώσει την υπόθεση ότι η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μπορεί να εκπέμπεται μόνο σε “κβαντισμένη” μορφή, έτσι ώστε η ενέργεια να είναι μόνο πολλαπλάσιο μιας στοιχειώδους μονάδας E = hv (όπου h είναι η σταθερά του Planck, την οποία είχε ήδη εισαγάγει το 1899, και v είναι η συχνότητα της ακτινοβολίας). Παρόλο που η κβάντωση ήταν μια καθαρά τυπική υπόθεση στο έργο του Πλανκ εκείνη την εποχή και ο ίδιος δεν κατανόησε ποτέ πλήρως τις ριζοσπαστικές συνέπειές της (οι οποίες θα έπρεπε να περιμένουν τις ερμηνείες του Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905), η ανακάλυψή του έχει θεωρηθεί ως η γέννηση της κβαντικής φυσικής και το μεγαλύτερο πνευματικό επίτευγμα της καριέρας του Πλανκ. Σε αναγνώριση αυτού του επιτεύγματος του απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1918.
Ο Πλανκ ήταν από τους λίγους που αναγνώρισαν αμέσως τη σημασία της θεωρίας της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, που δημοσιεύθηκε το 1905, και χρησιμοποίησε την επιρροή του στον κόσμο της θεωρητικής φυσικής (ήταν πρόεδρος της νεοσύστατης Γερμανικής Φυσικής Εταιρείας από το 1905 έως το 1909) για να εξασφαλίσει ότι η θεωρία έγινε γρήγορα και ευρέως αποδεκτή στη Γερμανία, ενώ παράλληλα συνέβαλε και ο ίδιος στην ανάπτυξή της. Αφού ο Πλανκ διορίστηκε πρύτανης του Πανεπιστημίου του Βερολίνου, μπόρεσε να καλέσει τον Αϊνστάιν στο Βερολίνο και να δημιουργήσει μια νέα έδρα ειδικά γι’ αυτόν το 1914. Οι δύο επιστήμονες έγιναν σύντομα στενοί φίλοι και συναντιόντουσαν συχνά για να παίξουν μαζί μουσική.
Η σύζυγος του Πλανκ, Μαρί, πέθανε το 1909, πιθανότατα από φυματίωση, και το 1911 παντρεύτηκε για δεύτερη φορά τη Μάργκα φον Χόεσλιν, η οποία του χάρισε τον ίδιο χρόνο έναν τρίτο γιο, τον Χέρμαν. Μέχρι την προσάρτηση της Γερμανίας και τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο το 1914 (τον οποίο ο Πλανκ αρχικά χαιρέτισε, αλλά αργότερα διαμαρτυρήθηκε γι’ αυτόν), ήταν ουσιαστικά η υψηλότερη αυθεντία στη γερμανική φυσική, ως ένας από τους τέσσερις μόνιμους προέδρους της Πρωσικής Ακαδημίας Επιστημών και ηγέτης του σημαίνοντος συντονιστικού οργάνου, της Kaiser Wilhelm Society. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1920, ο Niels Bohr, ο Werner Heisenberg και ο Wolfgang Pauli είχαν αναπτύξει αυτό που είναι γνωστό ως “ερμηνεία της Κοπεγχάγης” της κβαντομηχανικής, και η κβαντική θεωρία την οποία είχε πυροδοτήσει το έργο του Planck εδραιωνόταν όλο και περισσότερο, έστω και αν ο ίδιος ο Planck (όπως και ο Einstein) δεν ήταν ποτέ απόλυτα άνετος με ορισμένες από τις φιλοσοφικές συνέπειές της.
Όταν οι Ναζί ανέβηκαν στην εξουσία το 1933, ο Planck ήταν ένας ηλικιωμένος άνδρας 74 ετών και γενικά απέφυγε οποιαδήποτε ανοιχτή σύγκρουση με το ναζιστικό καθεστώς, αν και οργάνωσε μια κάπως προκλητική επίσημη συνάντηση μνήμης μετά τον θάνατο στην εξορία του συναδέλφου του φυσικού Fritz Haber. Κατάφερε επίσης να επιτρέψει κρυφά σε ορισμένους Εβραίους επιστήμονες να συνεχίσουν να εργάζονται στα ινστιτούτα της Kaiser Wilhelm Society για αρκετά χρόνια.
Το κίνημα “Deutsche Physik” επιτέθηκε στον Planck, τον Arnold Sommerfeld και τον Werner Heisenberg, μεταξύ άλλων, επειδή συνέχισαν να διδάσκουν τις θεωρίες του Αϊνστάιν, χαρακτηρίζοντάς τους “λευκούς Εβραίους”. Όταν η θητεία του ως προέδρου της Kaiser Wilhelm Society έληξε το 1936, η ναζιστική κυβέρνηση τον πίεσε να μην θέσει υποψηφιότητα για επανεκλογή. Στα τέλη του 1938, η Πρωσική Ακαδημία Επιστημών έχασε την εναπομείνασα ανεξαρτησία της και περιήλθε στους Ναζί, και ο Πλανκ διαμαρτυρήθηκε παραιτούμενος από πρόεδρος. Αρνήθηκε κατηγορηματικά να προσχωρήσει στο ναζιστικό κόμμα, αν και δέχθηκε σημαντικές πολιτικές πιέσεις για να το πράξει.
Οι βομβαρδισμοί των συμμάχων εναντίον του Βερολίνου κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου ανάγκασαν τον Πλανκ και τη σύζυγό του να εγκαταλείψουν προσωρινά την πόλη και να ζήσουν στην ύπαιθρο, ενώ το σπίτι του στο Βερολίνο καταστράφηκε ολοσχερώς από αεροπορική επιδρομή το 1944. Συνέχισε να ταξιδεύει συχνά, έδωσε πολλές δημόσιες διαλέξεις, ιδίως για τη θρησκεία και την επιστήμη (ήταν αφοσιωμένος και επίμονος οπαδός του χριστιανισμού καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του), και στην ώριμη ηλικία των 85 ετών ήταν ακόμη αρκετά γυμνασμένος ώστε να ανεβαίνει σε κορυφές 3.000 μέτρων στις Άλπεις.
Με το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου (κατά τη διάρκεια του οποίου ο μικρότερος γιος του Έρβιν συμμετείχε στην απόπειρα δολοφονίας του Χίτλερ το 1944 και απαγχονίστηκε), ο Πλανκ, η δεύτερη σύζυγός του και ο εναπομείνας γιος του μετακόμισαν στο Γκέτινγκεν. Εκεί πέθανε στις 4 Οκτωβρίου 1947, σε ηλικία 89 ετών, μετά από πολλά εγκεφαλικά επεισόδια.
.
Ανακαλύψτε το ακόλουθο άρθρο μας:
Προσέξτε το επόμενο άρθρο μας: Ποιος ήταν ο Ρίτσαρντ Φάινμαν;”