Läs mer om en begåvad fysikers liv i detta korta blogginlägg.
Vad var historien om Max Planck?
Max Planck var en tysk teoretisk fysiker, betraktad som den ursprungliga grundaren av kvantteorin och en av de viktigaste fysikerna under 1900-talet. Vid sekelskiftet insåg han att ljus och andra elektromagnetiska vågor sändes ut i form av diskreta energipaket, som han kallade ”kvanta” – ”kvant” i singularis – och som bara kunde anta vissa diskreta värden (multiplar av en viss konstant, som nu är känd som Plancks konstant). Denna upptäckt betraktas allmänt som det första väsentliga steget i utvecklingen av kvantteorin, som revolutionerade vårt sätt att se och förstå den subatomära världen.
Karl Ernst Ludwig Marx Planck, mer känd som Max, föddes i Kiel i Holstein i norra Tyskland den 23 april 1858. Hans familj var traditionell och intellektuell (hans far var professor i juridik och hans farfar och farfarsfar hade varit teologiprofessorer). År 1867 flyttade familjen till München, där Planck gick på Ludwig-Maximilians Gymnasium. Där fick han undervisning av Hermann Müller, som undervisade honom i astronomi och mekanik samt matematik och väckte Plancks tidiga intresse för fysik.
Även om han var en begåvad musiker (han sjöng, spelade piano, orgel och cello och komponerade sånger och till och med operor) valde han att studera fysik vid Münchens universitet 1874, där han snabbt bytte till teoretisk fysik, innan han flyttade till Berlin för ytterligare ett års studier 1877. Efter att ha avslutat sin habiliteringsavhandling om värmeteorin 1880 blev Planck oavlönad privatlärare i München tills han erbjöds en universitetstjänst. I april 1885 utnämnde universitetet i Kiel honom till docent i teoretisk fysik och han fortsatte sitt arbete med värmeteorin och Rudolph Clausius idéer om entropi och dess tillämpning inom fysikalisk kemi.
1889 flyttade Planck till universitetet i Berlin, där han blev ordinarie professor 1892. Han hade gift sig med Marie Merck 1887 och de fick fyra barn, Karl (1888), tvillingarna Emma och Grete (1889) och Erwin (1893), av vilka endast Erwin överlevde första världskriget. Plancks hus i Berlin blev ett socialt och kulturellt centrum för akademiker och många kända vetenskapsmän, bland andra Albert Einstein, Otto Hahn och Lise Meitner, kom ofta på besök.
År 1894 blev Planck intresserad av problemet med svartkroppsstrålning, dvs. observationen att den största mängden energi som utstrålas av en ”svartkropp” (eller någon annan perfekt absorbent) är mot mitten av det elektromagnetiska spektrumet, snarare än i det ultravioletta området som föreslagits av klassisk teori. Han studerade framför allt hur intensiteten i den elektromagnetiska strålning som en svart kropp avger beror på strålningens frekvens (t.ex. ljusets färg) och kroppens temperatur. Efter en del inledande frustrationer härledde han den första versionen av sin lag om svartkroppsstrålning år 1900. Men även om den beskrev det experimentellt observerade spektrumet för den svarta kroppen väl, insåg han att den inte var perfekt.
Året innan, 1899, hade han noterat att fotonenergin bara kunde anta vissa diskreta värden som alltid var en heltalsmultipel av en viss konstant, nu känd som Plancks konstant. På så sätt sändes ljus och andra vågor ut i diskreta energipaket som han kallade ”kvanta”. Definitionen av Plancks konstant gjorde det möjligt för honom att definiera en ny universell uppsättning fysiska enheter eller Planck-enheter (såsom Planck-längd, Planck-tid, Planck-temperatur etc.), alla baserade på fem grundläggande fysiska konstanter: ljusets hastighet i vakuum, gravitationskonstanten, Coulomb-kraftkonstanten, Boltzmanns konstant och hans egen Planck-konstant.
Senare, år 1900, reviderade han sin svartkroppsteori för att införliva antagandet att elektromagnetisk energi endast kunde sändas ut i ”kvantiserad” form, så att energi endast kunde vara en multipel av en elementär enhet E = hv (där h är Plancks konstant, som han redan hade infört 1899, och v är strålningens frekvens). Även om kvantifieringen var en rent formell hypotes i Plancks arbete vid den här tiden, och han aldrig helt förstod dess radikala konsekvenser (som skulle behöva vänta på Albert Einsteins tolkningar 1905), har hans upptäckt betraktats som kvantfysikens födelse och den största intellektuella prestationen i Plancks karriär. Det var som ett erkännande av denna prestation som han tilldelades Nobelpriset i fysik 1918.
Planck var en av de få som omedelbart insåg vikten av Einsteins speciella relativitetsteori, som publicerades 1905, och han använde sitt inflytande i den teoretiska fysikens värld (han var ordförande i det nybildade German Physical Society från 1905 till 1909) för att säkerställa att teorin snabbt och allmänt accepterades i Tyskland, samtidigt som han själv bidrog till dess utveckling. Efter att Planck utsetts till dekanus för Berlins universitet kunde han kalla Einstein till Berlin och inrätta en ny professur speciellt för honom 1914. De två forskarna blev snart nära vänner och träffades ofta för att spela musik tillsammans.
Plancks hustru Marie dog 1909, troligen av tuberkulos, och 1911 gifte han sig för andra gången med Marga von Hoesslin, som gav honom en tredje son, Hermann, samma år. Vid tiden för Tysklands annektering och första världskriget 1914 (som Planck till en början välkomnade, men senare protesterade mot) var han i praktiken den högsta auktoriteten inom tysk fysik, som en av de fyra permanenta presidenterna för den preussiska vetenskapsakademin och en ledare för det inflytelserika samordningsorganet Kaiser Wilhelm Society. I slutet av 1920-talet hade Niels Bohr, Werner Heisenberg och Wolfgang Pauli utvecklat vad som kallas ”Köpenhamnstolkningen” av kvantmekaniken, och den kvantteori som Plancks arbete hade gett upphov till blev alltmer etablerad, även om Planck själv (liksom Einstein) aldrig var helt bekväm med några av dess filosofiska implikationer.
När nazisterna kom till makten 1933 var Planck en gammal man på 74 år och undvek i allmänhet alla öppna konflikter med nazistregimen, även om han organiserade ett något provocerande officiellt minnesmöte efter fysikerkollegan Fritz Habers död i exil. Han lyckades också i hemlighet låta ett antal judiska forskare fortsätta att arbeta vid Kaiser Wilhelm Society-instituten under flera år.
Rörelsen ”Deutsche Physik” angrep Planck, Arnold Sommerfeld och Werner Heisenberg, bland andra, för att de fortsatte att undervisa Einsteins teorier och kallade dem ”vita judar”. När hans mandatperiod som ordförande för Kaiser Wilhelm Society löpte ut 1936 utövade den nazistiska regeringen påtryckningar på honom för att han inte skulle ställa upp för omval. I slutet av 1938 förlorade den preussiska vetenskapsakademin sin återstående självständighet och togs över av nazisterna, och Planck protesterade genom att avgå som president. Han vägrade kategoriskt att gå med i nazistpartiet, även om han utsattes för betydande politiska påtryckningar.
De allierades bombningar av Berlin under andra världskriget tvingade Planck och hans fru att tillfälligt lämna staden för att bo på landsbygden, och hans hus i Berlin totalförstördes av en flygräd 1944. Han fortsatte att resa ofta, höll många offentliga föreläsningar, särskilt om religion och vetenskap (han var en hängiven och ihärdig anhängare av kristendomen under hela sitt liv), och vid 85 års ålder var han fortfarande tillräckligt frisk för att bestiga 3 000-meterstoppar i Alperna.
Vid slutet av andra världskriget (under vilket hans yngste son Erwin var inblandad i mordförsöket på Hitler 1944 och hängdes) flyttade Planck, hans andra fru och hans återstående son till Göttingen. Där dog han den 4 oktober 1947, 89 år gammal, efter flera slaganfall.
.
Upptäck vår följande artikel: Vem var Richard Feynman?