Lær mer om livet til en talentfull fysiker i dette korte blogginnlegget.
Hva var historien om Max Planck?
Max Planck var en tysk teoretisk fysiker som regnes som den opprinnelige grunnleggeren av kvanteteorien og en av 1900-tallets viktigste fysikere. Ved århundreskiftet innså han at lys og andre elektromagnetiske bølger ble sendt ut i form av diskrete energipakker, som han kalte «kvanter» – «kvant» i entall – og som bare kunne anta visse diskrete verdier (multipler av en bestemt konstant, som i dag er kjent som Plancks konstant). Denne oppdagelsen blir generelt sett på som det første viktige skrittet i utviklingen av kvanteteorien, som revolusjonerte måten vi ser og forstår den subatomære verden på.
Karl Ernst Ludwig Marx Planck, bedre kjent som Max, ble født i Kiel i Holstein i Nord-Tyskland den 23. april 1858. Familien hans var tradisjonell og intellektuell (faren var jusprofessor, og bestefaren og oldefaren hadde vært teologiprofessorer). I 1867 flyttet familien til München, der Planck gikk på Ludwig-Maximilians Gymnasium. Der ble han undervist av Hermann Müller, som underviste ham i astronomi, mekanikk og matematikk, og som vekket Plancks tidlige interesse for fysikk.
Selv om han var en talentfull musiker (han sang, spilte piano, orgel og cello, og komponerte sanger og til og med operaer), valgte han å studere fysikk ved universitetet i München i 1874, hvor han raskt gikk over til teoretisk fysikk, før han flyttet til Berlin for et nytt studieår i 1877. Etter å ha fullført sin habiliteringsavhandling om varmelæren i 1880, ble Planck ulønnet privatlærer i München inntil han ble tilbudt en universitetsstilling. I april 1885 ble han utnevnt til førsteamanuensis i teoretisk fysikk ved universitetet i Kiel, og han fortsatte sitt arbeid med varmelæren og Rudolph Clausius’ ideer om entropi og dens anvendelse i fysikalsk kjemi.
I 1889 flyttet Planck til universitetet i Berlin, hvor han ble professor i 1892. Han hadde giftet seg med Marie Merck i 1887, og de fikk fire barn, Karl (1888), tvillingene Emma og Grete (1889) og Erwin (1893), hvorav bare Erwin overlevde første verdenskrig. Planck-huset i Berlin ble et sosialt og kulturelt sentrum for akademikere, og mange anerkjente forskere, deriblant Albert Einstein, Otto Hahn og Lise Meitner, kom ofte på besøk.
I 1894 begynte Planck å interessere seg for problemet med svartlegemestråling, det vil si observasjonen av at den største energimengden som utstråles fra et «svartlegeme» (eller en hvilken som helst annen perfekt absorbent), befinner seg i midten av det elektromagnetiske spekteret, og ikke i det ultrafiolette området som den klassiske teorien antydet. Han studerte spesielt hvordan intensiteten av den elektromagnetiske strålingen fra et svart legeme avhenger av strålingens frekvens (for eksempel lysets farge) og legemets temperatur. Etter noen innledende frustrasjoner utledet han den første versjonen av svartlegemestrålingsloven i 1900. Men selv om den beskrev det eksperimentelt observerte spekteret til det svarte legemet godt, innså han at den ikke var perfekt.
Året før, i 1899, hadde han lagt merke til at energien til fotoner bare kunne anta visse diskrete verdier som alltid var et helt multiplum av en bestemt konstant, som nå er kjent som Plancks konstant. På denne måten ble lys og andre bølger sendt ut i diskrete energipakker som han kalte «kvanter». Definisjonen av Plancks konstant gjorde det mulig for ham å definere et nytt universelt sett med fysiske enheter eller Planck-enheter (som Planck-lengde, Planck-tid, Planck-temperatur osv.), som alle var basert på fem fundamentale fysiske konstanter: lysets hastighet i vakuum, gravitasjonskonstanten, Coulomb-kraftkonstanten, Boltzmanns konstant og hans egen Planck-konstant.
Senere, i 1900, reviderte han svartlegemeteorien sin for å innlemme antagelsen om at elektromagnetisk energi bare kunne sendes ut i «kvantisert» form, slik at energi bare kunne være et multiplum av en elementær enhet E = hv (der h er Plancks konstant, som han hadde introdusert allerede i 1899, og v er strålingens frekvens). Selv om kvantiseringen var en rent formell hypotese i Plancks arbeid på den tiden, og han aldri helt forsto de radikale implikasjonene av den (som måtte vente til Albert Einsteins tolkninger i 1905), har oppdagelsen blitt sett på som kvantefysikkens fødsel og den største intellektuelle prestasjonen i Plancks karriere. Det var som en anerkjennelse av denne bragden at han ble tildelt Nobelprisen i fysikk i 1918.
Planck var en av de få som umiddelbart innså betydningen av Einsteins spesielle relativitetsteori, som ble publisert i 1905, og han brukte sin innflytelse i den teoretiske fysikkens verden (han var president i det nyopprettede tyske fysikerselskapet fra 1905 til 1909) til å sørge for at teorien ble raskt og bredt akseptert i Tyskland, samtidig som han selv bidro til utviklingen av den. Etter at Planck ble utnevnt til dekanus ved universitetet i Berlin, kunne han kalle Einstein til Berlin og opprette en ny lærestol spesielt for ham i 1914. De to vitenskapsmennene ble snart nære venner og møttes ofte for å spille musikk sammen.
Plancks kone Marie døde i 1909, sannsynligvis av tuberkulose, og i 1911 giftet han seg for andre gang med Marga von Hoesslin, som ga ham en tredje sønn, Hermann, samme år. Da Tyskland ble annektert og første verdenskrig brøt ut i 1914 (som Planck først hilste velkommen, men senere protesterte mot), var han i praksis den høyeste autoriteten i tysk fysikk, som en av de fire faste presidentene i det prøyssiske vitenskapsakademiet og leder av det innflytelsesrike koordinerende organet, Kaiser Wilhelm Society. På slutten av 1920-tallet hadde Niels Bohr, Werner Heisenberg og Wolfgang Pauli utviklet det som er kjent som «København-tolkningen» av kvantemekanikken, og kvanteteorien som Plancks arbeid hadde utløst, ble stadig mer etablert, selv om Planck selv (i likhet med Einstein) aldri var helt komfortabel med noen av dens filosofiske implikasjoner.
Da nazistene kom til makten i 1933, var Planck en gammel mann på 74 år og unngikk generelt enhver åpen konflikt med naziregimet, selv om han organiserte et noe provoserende offisielt minnemøte etter fysikerkollegaen Fritz Habers død i eksil. Han klarte også i all hemmelighet å la en rekke jødiske forskere fortsette å arbeide ved Kaiser Wilhelm-selskapets institutter i flere år.
Bevegelsen «Deutsche Physik» angrep blant andre Planck, Arnold Sommerfeld og Werner Heisenberg for å ha fortsatt å undervise i Einsteins teorier, og stemplet dem som «hvite jøder». Da hans periode som president i Kaiser Wilhelm Society gikk ut i 1936, la naziregjeringen press på ham for at han ikke skulle stille til gjenvalg. I slutten av 1938 mistet det prøyssiske vitenskapsakademiet sin gjenværende uavhengighet og ble overtatt av nazistene, og Planck protesterte ved å trekke seg som president. Han nektet kategorisk å melde seg inn i nazistpartiet, selv om han ble utsatt for betydelig politisk press for å gjøre det.
De alliertes bombekampanjer mot Berlin under andre verdenskrig tvang Planck og hans kone til å forlate byen midlertidig for å bo på landsbygda, og huset hans i Berlin ble fullstendig ødelagt av et flyangrep i 1944. Han fortsatte å reise mye, holdt mange offentlige foredrag, særlig om religion og vitenskap (han var en hengiven og iherdig tilhenger av kristendommen hele livet), og i en moden alder av 85 år var han fortsatt i god nok form til å bestige 3000 meter høye tinder i Alpene.
På slutten av andre verdenskrig (hvor hans yngste sønn Erwin var involvert i attentatforsøket mot Hitler i 1944 og ble hengt) flyttet Planck, hans andre kone og hans gjenværende sønn til Göttingen. Der døde han 4. oktober 1947, 89 år gammel, etter flere slaganfall.
Se vår følgende artikkel: Hvem var Richard Feynman?