Bilim, doğanın nihai gizemini çözemez. Ve bunun nedeni, son analiz olarak, biz kendimiz çözmemize çalıştığımız gizemi bir parçasıyız.
Max Karl Ernst Ludwig Planck, enerji kuantumunun keşfi nedeniyle 1918'de Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan Alman teorik fiziğin bir fiziğicidir.
Planck teorik fizyğine birçok katkı yaptı, ancak bir fiziğin olarak ünü, atom ve subatomik işlemlerin insan anlayışını devrim niteliğinde değiştiren kuantum teorisinin öncüsü olarak oynadığı role dayanmaktadır. 1948'de Planck'ın iki kez başkanı olduğu Alman bilim kurumu Kaiser Wilhelm Society, Max Planck Society MPS olarak yeniden adlandırıldı. MPS şu anda geniş bir bilimsel yönler yelpazesini temsil eden 83 kurumu içermektedir.
Kariyer
Planck geleneksel, entelektüel bir aileden geliyordu. Babasının büyükbabası ve büyükbabası Göttingen'de her ikisi de teoloji profesörüydü; babası Kiel ve Munich Üniversitesi'nde hukuk profesörüydü. Amcalarından biri de hakim olmuştu.
Planck 1858'de Kiel, Holstein'de Johann Julius Wilhelm Planck ve onun ikinci karısı Emma Patzig'e doğdu. Adı Karl Ernst Ludwig Marx Planck ile vaftiz edildi; verilen adları arasında Marx, şimdi kullanılmayan Markus'un bir varyantı veya belki de aslında Max'ın yanlışlıkla yazılması, aslında Maximilian'ın kısaltmasıdır, "appellation name" olarak gösterilmiştir. Ancak, on yaşına geldiğinde Max adıyla imza attı ve hayatının geri kalanında bunu kullandı.
Aile içinde 6. çocuk olmasına rağmen, kardeşlerinden ikisi babası ilk evliliğinden geliyordu. Planck'ın erken yıllarında savaş yaygındı ve onun ilk anıları arasında 1864'teki İkinci Schleswig Savaşı sırasında Prusya ve Avusturya askerlerinin Kiel'e yürüyüşü vardı. 1867'de aile Munich'e taşındı ve Planck, Maximilians jimnasyumu okuluna kaydoldu; burada matematik, astronomi ve mekanik öğreten ve gence ilgi gösteren matematikçi Hermann Müller'in rehberliğinde geldi. Planck enerjinin korunumu ilkesini Müller'den ilk kez öğrendi. Planck 17 yaşında erken mezun oldu. Planck bu şekilde ilk kez fizik alanı ile temas kurdu.
Planck müzik konusunda yetenekli idi. Şarkı dersleri aldı ve piyano, org ve viyolonsel çaldı ve şarkılar ve operalar bestesi yaptı. Ancak, müzik yerine fizik çalışmayı seçti.
Munich fizik profesörü Philipp von Jolly, Planck'a fizik alanında gitmeye karşı tavsiye ederek, "Bu alanda, hemen hemen her şey zaten keşfedilmiş durumdadır ve geriye kalan tek şey birkaç deliği doldurmaktır" dedi. Planck, yeni şeyler keşfetmek istemediğini, sadece alanın bilinen temellerini anlamak istediğini yanıtladı ve böylece 1874'te Munich Üniversitesi'nde çalışmasına başladı. Jolly'nin gözetiminde, Planck bilimsel kariyerinin tek deneylerini gerçekleştirdi, ısıtılmış platinde hidrojenin difüzyonunu inceledi, ancak teorik fiziğe geçti.
1877'de, fizikçiler Hermann von Helmholtz ve Gustav Kirchhoff ile matematikçi Karl Weierstrass ile bir yıl çalışmak için Friedrich Wilhelms Üniversitesi'ne Berlin'e gitti. Helmholtz'un asla tamamen hazır olmadığını, yavaş konuştuğunu, sonsuz yanlış hesapladığını ve dinleyicilerini sıkıldığını yazdı, Kirchhoff ise dikkatle hazırlanmış dersler verirken kurudu ve tekdüzedi. Kısa sürede Helmholtz ile yakın arkadaş oldu. Burada, Clausius'un yazıları üzerine çoğunlukla kendi kendine çalışma programına girişti, bu da onu termodinamiği alanı olarak seçmesine yol açtı.
1878'in Ekim ayında Planck, nitelik sınavlarını geçti ve 1879'un Şubat ayında tezini savundu, Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie Termodinamiğin ikinci yasası hakkında. Munich'teki eski okulunda kısaca matematik ve fizik öğretti.
1880 yılına kadar Planck, Avrupa'da sunulan iki en yüksek akademik dereceyi elde etmişti. Birincisi, termodinamik araştırması ve teorisinin detaylarını belirten makalesi tamamladıktan sonra doktora derecesiydi. Daha sonra tezini sundu, Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen Farklı sıcaklıklarda izotropik cisimlerin denge durumları, bu da ona bir habilitation kazandırdı.
Akademik kariyer
Habilitation tezinin tamamlanmasıyla, Planck Munich'te akademik bir pozisyon sunulmasını bekleyen, ödenmemiş bir Privatdozent Alman akademik sırası karşılaştırılabilir yardımcı profesör/asistan profesör oldu. Başlangıçta akademik toplum tarafından göz ardı edilmesine rağmen, ısı teorisi alanında çalışmasını ilerletti ve Gibbs ile aynı termodinamik formalizmini bir bir keşfetti, bunu fark etmeden. Clausius'un entropi hakkındaki fikirleri, çalışmasında merkezi bir rol oynadı.
1885'in Nisan ayında, Kiel Üniversitesi Planck'ı teorik fizik asosite profesörü olarak atadı. Entropi hakkında başka çalışmalar ve onun muamelesi, özellikle fiziksel kimyada uygulandığı gibi, izledi. 1897'de Termodinamik Üzerine Tez Yazdı. Svante Arrhenius'un elektrolit ayrışması teorisine termodinamik bir temel önerdi.
1889'da, Kirchhoff'un Friedrich-Wilhelms-Universität in Berlin'deki pozisyonunun halefi olarak atandı – tahminen Helmholtz'un arabuluculuğu sayesinde – ve 1892'ye kadar tam profesör oldu. 1907'de Planck, Vienna'da Boltzmann'ın pozisyonuna teklif edildi, ancak Berlin'de kalmak için bunu reddetti. 1909 yılında, Berlin Üniversitesi profesörü olarak, New York City'deki Columbia Üniversitesi'nde Teorik Fizikte Ernest Kempton Adams Lecturer olması için davet edildi. Derslerinin bir serisi Columbia Üniversitesi profesörü A. P. Wills tarafından çevrilerek ve ortaklaşa yayınlandı. Berlin'den 10 Ocak 1926'da emekli oldu ve Erwin Schrödinger tarafından yerine geçildi.
Aile
1887'nin Mart ayında, Planck Marie Merck 1861–1909 ile evlendi, bir okul arkadaşının kız kardeşi ve onunla birlikte Kiel'de kiralanan bir daireye taşındı. Dört çocukları vardı: Karl 1888–1916, ikizler Emma 1889–1919 ve Grete 1889–1917, ve Erwin 1893–1945.
Berlin'deki daireden sonra, Planck ailesi Berlin-Grunewald, Wangenheimstrasse 21'de bir villada yaşadı. Berlin Üniversitesi'nden birkaç başka profesör yakın yaşadı, bunlar arasında teolog Adolf von Harnack, Planck'ın yakın dostu oldu. Kısa sürede Planck evi sosyal ve kültürel bir merkez oldu. Albert Einstein, Otto Hahn ve Lise Meitner gibi birçok tanınmış bilim insanı sık sık ziyaretçi oldular. Müzik oynatma geleneği Helmholtz'un evinde zaten kurulmuştu.
Birkaç mutlu yıldan sonra, 1909'un Temmuz ayında Marie Planck öldü, muhtemelen veremden. 1911'in Mart ayında Planck, ikinci karısı Marga von Hoesslin 1882–1948 ile evlendi; Aralık ayında beşinci çocuğu Hermann doğdu.
Birinci Dünya Savaşı sırasında Planck'ın ikinci oğlu Erwin 1914'te Fransızlar tarafından esir alındı, en büyük oğlu Karl Verdun'da savaşta öldürüldü. Grete, 1917'de ilk çocuğunu doğurırken öldü. Kız kardeşi iki yıl sonra aynı şekilde öldü, Grete'nin dul kocasıyla evlendikten sonra. Her iki torun kız da sağ kaldı ve annelerinin adlarıyla adlandırıldı. Planck bu kayıpları soğukkanlılıkla kaldırdı.
1945'in Ocak ayında, Erwin, ona özellikle yakındı, 1944'teki Temmuz ayında Hitler'i öldürme girişimine katılması nedeniyle Nazi Volksgerichtshof tarafından idam cezasına çarptırıldı. Erwin 23 Ocak 1945'te infaz edildi.
Berlin Üniversitesi'nde Profesör
Friedrich-Wilhelms-Universität in Berlin'de profesör olarak, Planck yerel Fizik Topluluğu'na katıldı. Daha sonra bu zaman hakkında yazdı: "O günlerde ben esasen oradaki tek teorik fiziğinci'dim, bu nedenle benim için çok kolay değildi, çünkü entropi'den bahsetmeye başladım, ancak bu oldukça moda değildi, çünkü matematiksel bir hayalet olarak kabul ediliyordu". Onun girişimi sayesinde, Almanya'nın çeşitli yerel Fizik Toplulukları 1898'de Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG oluşturmak için birleşti; 1905'ten 1909'a kadar Planck başkanıydı.
Planck, teorik fizik üzerine altı dönemlik bir ders serisi başlattı, Lise Meitner'e göre "kuru, biraz kişisel olmayan", hiç not kullanmayan, asla hata yapmayan, asla tereddüt etmeyen, bana göre en iyi öğretmen dediğim İngiliz katılımcısı James R. Partington'a göre "duyduğum profesör" oldu, devam ediyor: "Her zaman odanın etrafında birçok kişi durdu. Ders dönemi iyi ısıtıldığından ve oldukça yakın olduğundan, dinleyicilerden bazıları zaman zaman yere düşerdi, ancak bu dersi rahatsız etmedi." Planck, gerçek bir "okul" kurmuş değildi; lisansüstü öğrencilerinin sayısı sadece 20 civarındaydı, aralarında:
- 1897 Max Abraham 1875–1922
- 1903 Max von Laue 1879–1960
- 1904 Moritz Schlick 1882–1936
- 1906 Walther Meissner 1882–1974
- 1907 Fritz Reiche 1883–1960
- 1912 Walter Schottky 1886–1976
- 1914 Walther Bothe 1891–1957
Kara cisim ışıması
1894'te, Planck ilgisini kara cisim ışıması problemine çevirdi. Problem Kirchhoff tarafından 1859'da belirtilmişti: "Bir kara cisim tarafından yayılan elektromanyetik ışıma yoğunluğu, mükemmel bir emici, aynı zamanda bir boşluk radyatörü olarak da bilinir, ışımanın frekansına (ışığın rengi) ve cismin sıcaklığına nasıl bağlıdır?". Soru deneysel olarak araştırılmıştı, ancak hiçbir teorik tedavi deneysel değerlerle uyumlu değildi. Wilhelm Wien, Wien yasasını önerdi; bu, yüksek frekanslarda davranışı doğru şekilde tahmin etti, ancak düşük frekanslarda başarısız oldu. Rayleigh–Jeans yasası, probleme başka bir yaklaşım, düşük frekanslarda deneysel sonuçlarla uyumlu idi, ancak yüksek frekanslarda daha sonra "ultraviyole felaketi" olarak bilinir hale geldi. Ancak, birçok ders kitabının aksine, bu Planck için bir motivasyon değildi.
Planck'ın 1899'da probleme ilk önerilen çözümü, Planck'ın "temel düzensizlik ilkesi" olarak adlandırdığı şeyden kaynaklandı, bu da ona Wien yasasını ideal bir osilator entropisi hakkındaki bir dizi varsayımdan türetmesine izin verdi, Wien-Planck yasası olarak adlandırılan şeyi yarattı. Kısa sürede, deneysel kanıtların yeni yasayı hiç desteklemediği bulundu, Planck'ın hayal kırıklığına. Planck yaklaşımını revize etti, ünlü Planck kara cisim ışıması yasasının ilk versiyonunu türeterek, deneysel olarak gözlenen kara cisim spektrumunu iyi tanımladı. Önce 19 Ekim 1900'de DPG'nin bir toplantısında önerildi ve 1901'de yayınlandı. Bu ilk türetme enerji nicelleştirmesini içermedi ve istatistiksel mekanikleri kullanmadı, ona karşı bir antipati vardı. Kasım 1900'de Planck bu ilk yaklaşımı revize etti, ışıması yasasının ardındaki ilkelerin daha temel bir anlayışını elde etmenin bir yolu olarak termodinamiğin ikinci yasasının Boltzmann'ın istatistiksel yorumuna güvenerek. Planck bu tür bir Boltzmann yaklaşımı yorumunun felsefi ve fiziksel sonuçlarından derinden şüphelendiği için, onlara başvurusu, daha sonra söylediği gibi, "çaresizlik ... Fizikte önceki tüm inançlarımı feda etmeye hazır oldum" idi.
14 Aralık 1900'de DPG'ye sunulan yeni türetişinin arkasındaki merkezi varsayım, şimdi Planck postülası olarak bilinen varsayım, elektromanyetik enerjinin yalnızca nicelleştirilmiş biçimde yayılabileceği, başka bir deyişle, enerjinin yalnızca bir temel birim çoklu olabileceği şeklindeydi:
burada h Planck sabitidir, aynı zamanda 1899'da zaten tanıtılan Planck'ın eylem kuantumu olarak da bilinir ve ν ışımanın frekansıdır. Burada tartışılan enerji temel birimlerinin hν tarafından temsil edildiğini, basitçe ν tarafından değil, unutmayın. Fiziğçiler artık bu kuantaları foton olarak adlandırırlar ve ν frekansının bir fotonu kendi belirli ve benzersiz enerjiye sahip olacaktır. Bu frekanstaki toplam enerji, o frekanstaki foton sayısı ile çarpılan hν'ya eşittir.
Başlangıçta Planck, nicelleştirmenin sadece "tamamen resmi bir varsayım ... aslında çok düşünmedim ..." olduğunu düşündü; günümüzde bu varsayım, klasik fiziğle uyumsuz, kuantum fiziğinin doğuşu ve Planck'ın kariyerinin en büyük entelektüel başarısı olarak kabul edilir Ludwig Boltzmann, 1877'de teorik bir makalede, bir fiziksel sistemin enerji durumlarının ayrık olabileceğinin olasılığını tartışıyor olmuştu. Planck sabitinin keşfi, Planck uzunluğu ve Planck kütlesi gibi yeni bir evrensel fiziksel birimler seti tanımlamasını sağladı, hepsi kuantum teorisinin çoğunun temelinde olan temel fiziksel sabitler üzerine. Planck'ın fizisinin yeni bir dalına temel katkısının tanınması olarak, 1918 için Nobel Fizik Ödülü verildi, aslında ödülü 1919'da aldı.
Daha sonra Planck, enerji kuantumunun anlamını kavramaya çalıştı, ama boşuna. "Aksiyon kuantumunu klasik teoriye bir şekilde yeniden entegre etmeye yönelik başarısız girişimlerim birkaç yıl sürdü ve bana çok sorun çıkardı." Hatta birkaç yıl sonra, Rayleigh gibi diğer fiziğçiler, Je
.jpg)
