Max Planck

Za co Max Planck dostał Nagrodę Nobla

Nagrodę przyznano w uznaniu zasług dla rozwoju fizyki przez odkrycie kwantów energii. Planck dostał całą pulę, 138 198 koron szwedzkich, a decyzję o nagrodzie za rok 1918 podjęto 13 listopada 1919 roku. Dyplom odebrał 1 czerwca 1920 roku, na ceremonii przesuniętej z powodu powojennego zamieszania, i nazajutrz wygłosił wykład noblowski.

Odkrycie, o którym mowa, otworzyło drogę do opisu świata w skali atomu i dało początek mechanice kwantowej. Sam autor przez lata traktował je jako sztuczkę rachunkową, do której przymusiły go liczby.

Zagadka rozgrzanego pieca

Rzecz dotyczyła promieniowania ciała doskonale czarnego. Gdy przedmiot się rozgrzewa, zaczyna świecić, a barwa tego światła zależy wyłącznie od temperatury, nie od tego, z czego przedmiot jest zrobiony. Rozgrzany do czerwoności pogrzebacz i rozgrzany do czerwoności kawałek ceramiki świecą tak samo.

Rachunki oparte na znanej wtedy fizyce dawały wynik absurdalny. Wynikało z nich, że w zakresie wysokich częstotliwości, czyli w nadfiolecie, promieniowanie powinno rosnąć bez końca, a każdy piec zabijałby wszystko wokół falą ultrafioletu. Nazwano to katastrofą w nadfiolecie.

Porcje zamiast strumienia

Planck rozwiązał problem w 1900 roku założeniem, które sam uważał za rozpaczliwe. Przyjął, że energia nie jest wysyłana w dowolnych ilościach, lecz wyłącznie w porcjach o wielkości zależnej od częstotliwości, pomnożonej przez nową stałą przyrody, nazwaną później stałą Plancka.

Wzór zgodził się z pomiarami w całym zakresie, od podczerwieni po nadfiolet, a datę jego przedstawienia, 14 grudnia 1900 roku, przyjmuje się dziś za początek fizyki kwantowej. Jego autor spędził potem lata na próbach wyprowadzenia tego samego wyniku bez zakładania porcji, bo pomysł nie mieścił mu się w głowie. Nie udało się.

Pięć lat później Albert Einstein potraktował te porcje poważnie i użył ich do wyjaśnienia efektu fotoelektrycznego, za co sam dostał nagrodę. Osiem lat później Niels Bohr oparł na tym samym założeniu model atomu. Tak zaczęła się mechanika kwantowa.

Uczony, który został na miejscu

Planck urodził się 23 kwietnia 1858 roku w Kilonii, studiował w Monachium, a profesurę objął w Berlinie. Był jedną z najważniejszych postaci niemieckiej nauki i w czasie pierwszej wojny światowej starał się ograniczać szkody, jakie wojna wyrządzała międzynarodowej współpracy badawczej.

Po dojściu nazistów do władzy uznał za swój obowiązek pozostanie na stanowisku i obronę niezależności badań, co wymagało ustępstw wobec władzy, której nie znosił. W 1933 roku rozmawiał osobiście z Hitlerem, wstawiając się za żydowskimi uczonymi. Rozmowa niczego nie zmieniła, a większość z nich wyjechała albo zginęła.

Postawę Plancka ocenia się różnie. Jedni widzą w niej ratowanie tego, co się dało, drudzy legitymizowanie reżimu nazwiskiem o światowej renomie.

Cena, którą zapłacił

Życie prywatne Plancka było pasmem strat. Pierwsza żona zmarła w 1909 roku, starszy syn zginął pod Verdun w 1916, obie córki zmarły przy porodach w odstępie dwóch lat.

Najmłodszy syn Erwin brał udział w przygotowaniach do zamachu na Hitlera z 20 lipca 1944 roku. Aresztowano go trzy dni po zamachu, a w październiku Trybunał Ludowy skazał go na śmierć. Max Planck napisał wtedy osobiście list do Hitlera z prośbą o życie syna. Odpowiedzi nie dostał, a Erwina stracono 23 stycznia 1945 roku w Berlinie.

Dom uczonego w Berlinie spłonął wcześniej podczas nalotu wraz z całym dorobkiem naukowym, księgozbiorem i korespondencją zbieraną przez pół wieku.

Co zostało

Max Planck zmarł 4 października 1947 roku w Getyndze, mając 89 lat. Niemieckie towarzystwo naukowe, którym kierował, nosi dziś jego imię i prowadzi kilkadziesiąt instytutów badawczych w Niemczech i poza nimi. Pracownicy tej sieci zdobyli do dziś kilkadziesiąt Nagród Nobla, co czyni ją jedną z najbardziej utytułowanych instytucji badawczych świata.

Stała, którą wprowadził, oznaczana literą h, należy do podstawowych stałych przyrody obok prędkości światła. Od 2019 roku opiera się na niej definicja kilograma, co oznacza, że wzorzec masy przestał być przedmiotem przechowywanym pod Paryżem, a stał się liczbą wynikającą z rachunku kwantowego.