Max Planck eine kurze Biografie des deutschen Physikers ist in diesem Artikel dargelegt.

Max Planck Kurzbiographie

Max Karl Ernst Ludwig Planck wurde in geboren 23. April 1858 in der Stadt Kilew. Sein Vater war Professor für Zivilrecht. Schon in jungen Jahren zeigte der Junge außergewöhnliche musikalische Fähigkeiten und lernte Klavier und Orgel zu spielen.

1867 zog seine Familie nach München. Hier tritt Max Planck in das Königliche Klassische Gymnasium ein, wo er ein Interesse an den Naturwissenschaften und den exakten Wissenschaften entwickelt.

1874 stand Planck vor der Wahl, sein Musikstudium fortzusetzen oder Physik zu studieren. Letzteres bevorzugte er. Max begann ein Studium der Physik und Mathematik an den Universitäten Berlin und München und vertiefte seine Kenntnisse in Quantentheorie, Thermodynamik, Wahrscheinlichkeitstheorie, Theorie der Wärmestrahlung, Geschichte und Methodik der Physik.

1900 formulierte ein junger Wissenschaftler das Gesetz der Energieverteilung im Spektrum eines absolut schwarzen Körpers und führte eine Konstante mit funktionaler Dimension ein. Die Formel von Max Planck erhielt sofort eine experimentelle Bestätigung. Es war eine Sensation in der Wissenschaft. Er schuf die sogenannte Planck-Konstante oder das Wirkungsquantum – dies ist eine der universellen Konstanten in der Physik. Und der 14. Dezember 1900, der Tag, an dem Max Planck in der Deutschen Physikalischen Gesellschaft einen Bericht über die theoretischen Grundlagen des Strahlungsgesetzes vorlegte, wurde zum Geburtsdatum der neuen Quantentheorie.

Von großer Bedeutung waren auch Plancks Forschungen zur Wahrscheinlichkeitstheorie. Der deutsche Wissenschaftler hat es als einer der ersten verstanden und beharrlich unterstützt. Hier setzen sich seine wissenschaftlichen Leistungen fort – 1906 leitete Max Planck eine Gleichung für die relativistische Dynamik ab, nachdem er im Zuge seiner Forschungen Formeln zur Bestimmung von Impuls und Energie eines Elektrons erhalten hatte. Damit vollendeten die Wissenschaftler die Relativierung der klassischen Mechanik.

Max Planck wurde 1919 mit dem Nobelpreis für Physik 1918 ausgezeichnet. Die Liste seiner Erfolge umfasste Folgendes - "als Zeichen des Gewichts seiner Verdienste um die Entwicklung der Physik aufgrund der Entdeckung von Energiequanten".

Trotz der großen Errungenschaften in der Wissenschaft war Plancks Privatleben sehr tragisch. Seine erste Frau starb früh und hinterließ ihm 4 Kinder - zwei Töchter und zwei Söhne. Er heiratete ein zweites Mal und das fünfte Kind des Wissenschaftlers wurde in der Ehe geboren - ein Junge. Sein ältester Sohn starb im Ersten Weltkrieg, zwei Töchter starben bei der Geburt. Sein zweiter Sohn wurde wegen seiner Beteiligung am Attentat auf Hitlers Führer hingerichtet.

Max Planck starb in Göttingen 4. Oktober 1947 nachdem er seinen 90. Geburtstag nicht gelebt hatte, nur sechs Monate.

Der herausragende französische Mathematiker A. Poincaré schrieb: „Plancks Quantentheorie ist zweifellos die größte und tiefgreifendste Revolution, die die Naturphilosophie seit Newtons Zeit erlebt hat.“

Max Karl Ernst Ludwig Planck wurde am 23. April 1858 im preußischen Kiel in der Familie des Bürgerrechtsprofessors Johann Julius Wilhelm von Planck und Emma (geb. Patzig) Planck geboren.

1867 zog die Familie nach München. Planck erinnerte sich später: "In der Gesellschaft meiner Eltern und Schwestern verbrachte ich glücklich meine frühen Jahre." Am Königlichen Maximilian-Klassischen Gymnasium lernte Max gut. Auch seine hellen mathematischen Fähigkeiten zeigten sich früh: In der Mittel- und Oberstufe wurde es üblich, dass er kranke Mathematiklehrer ersetzte. Planck erinnerte an den Unterricht von Hermann Müller, „einem geselligen, einfühlsamen, geistreichen Mann, der es verstand, die Bedeutung jener physikalischen Gesetze, die er uns Studenten erzählte, an anschaulichen Beispielen zu erklären“.

Nach dem Abitur am Gymnasium 1874 studierte er drei Jahre Mathematik und Physik an der Universität München und ein Jahr an der Berliner Universität. Physik wurde von Professor F. von Jolly unterrichtet. Über ihn wie über andere sagte Planck später, er habe viel von ihnen gelernt und sie in dankbarer Erinnerung behalten, „jedoch waren sie in wissenschaftlicher Hinsicht im Wesentlichen begrenzte Menschen“. Max entschloss sich, seine Ausbildung an der Universität Berlin zu absolvieren. Obwohl er hier bei solchen Koryphäen der Wissenschaft wie Helmholtz und Kirchhoff studierte, erhielt er auch hier nicht die volle Zufriedenheit: Er war verärgert darüber, dass die Vorlesungen der Koryphäen schlecht gelesen wurden, insbesondere von Helmholtz. Er gewann viel mehr aus seiner Bekanntschaft mit den Veröffentlichungen dieser bedeutenden Physiker. Sie trugen dazu bei, dass sich Plancks wissenschaftliche Interessen lange Zeit auf die Thermodynamik konzentrierten.

Planck promovierte 1879, nachdem er an der Universität München seine Dissertation „Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie“ verteidigt hatte – dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der besagt, dass kein kontinuierlicher, sich selbst erhaltender Prozess Wärme von einem kälteren Körper übertragen kann zu einem wärmeren. Ein Jahr später verteidigte er seine Dissertation „Der Gleichgewichtszustand isotroper Körper bei verschiedenen Temperaturen“, die ihm eine Stelle als Juniorassistent an der Fakultät für Physik der Ludwig-Maximilians-Universität München einbrachte.

Der Wissenschaftler erinnert sich: „Als langjähriger Privatdozent in München wartete ich vergeblich auf eine Berufung auf eine Professur, die natürlich wenig Chancen hatte, da Theoretische Physik noch kein eigenes Fach war. Umso dringender war die Notwendigkeit, in der wissenschaftlichen Welt auf die eine oder andere Weise voranzukommen.

Mit dieser Absicht entschloß ich mich, das 1887 von der Göttinger Philosophischen Fakultät für einen Preis vorgeschlagene Problem des Wesens der Energie zu bearbeiten. Noch vor Abschluss dieser Arbeit, im Frühjahr 1885, wurde ich als außerordentlicher Professor für Theoretische Physik an die Universität Kiel berufen. Dies schien mir eine Erlösung zu sein; Der Tag, an dem mich der Ministerialdirektor Althof in sein Hotel "Marienbad" einlud und mich näher über die Verhältnisse informierte, war für mich der glücklichste meines Lebens. Obwohl ich in meinem Elternhaus ein unbeschwertes Leben führte, strebte ich dennoch nach Unabhängigkeit ...

Bald zog ich nach Kiel; meine Göttinger Arbeit war dort bald vollendet und mit einem zweiten Preis gekrönt.

1888 wurde Planck außerplanmäßiger Professor an der Universität Berlin und Direktor des Instituts für Theoretische Physik (der Posten des Direktors wurde eigens für ihn geschaffen).

1896 interessierte sich Planck für die Messungen der Physikalisch-Technischen Staatsanstalt in Berlin. Die hier durchgeführten experimentellen Arbeiten zur Untersuchung der spektralen Verteilung der Strahlung des "schwarzen Körpers" lenkten die Aufmerksamkeit des Wissenschaftlers auf das Problem der Wärmestrahlung.

Zu dieser Zeit gab es zwei Formeln zur Beschreibung der Strahlung eines "schwarzen Körpers": eine für den kurzwelligen Teil des Spektrums (Wien-Formel), die andere für den langwelligen Teil (Rayleigh-Formel). Die Herausforderung bestand darin, sie zusammenzubringen.

„Ultraviolette Katastrophe“ nannten die Forscher die Diskrepanz zwischen Strahlungstheorie und Experiment. Eine Diskrepanz, die in keiner Weise beseitigt werden konnte. Ein Zeitgenosse der „Ultraviolett-Katastrophe“, der Physiker Lorentz, bemerkte traurig: „Die Gleichungen der klassischen Physik erwiesen sich als nicht in der Lage zu erklären, warum der Fadingofen keine gelben Strahlen zusammen mit Strahlung großer Wellenlängen aussendet …“

Planck gelang es, die Wien- und die Rayleigh-Formel zu „nähen“ und eine Formel abzuleiten, die das Strahlungsspektrum eines schwarzen Körpers genau beschreibt.

So schreibt der Wissenschaftler darüber:

„Damals wandten sich alle herausragenden Physiker sowohl experimentell als auch theoretisch dem Problem der Energieverteilung im Normalspektrum zu. Allerdings suchten sie ihn in der Richtung, die Intensität der Strahlung in ihrer Abhängigkeit von der Temperatur darzustellen, während ich einen tieferen Zusammenhang in der Abhängigkeit der Entropie von der Energie vermutete. Da die Bedeutung der Entropie noch nicht die gebührende Anerkennung gefunden hatte, machte ich mir über die von mir verwendete Methode keine Gedanken und konnte meine Berechnungen frei und gründlich durchführen, ohne Angst vor Eingriffen oder Vorstößen von irgendjemandem zu haben.

Da für die Irreversibilität des Energieaustausches zwischen dem Oszillator und der von ihm angeregten Strahlung die zweite Ableitung seiner Entropie nach seiner Energie von besonderer Bedeutung ist, habe ich den Wert dieser Größe für den damals zentralen Fall berechnet aller Interessen der Wien-Energieverteilung und fand ein bemerkenswertes Ergebnis, dass für diesen Fall der Kehrwert eines solchen Wertes, den ich hier mit K bezeichnet habe, proportional zur Energie ist. Dieser Zusammenhang ist so verblüffend einfach, dass ich ihn lange Zeit als völlig allgemein erkannt und an seiner theoretischen Fundierung gearbeitet habe. Die Unsicherheit eines solchen Verständnisses zeigte sich jedoch bald vor den Ergebnissen neuer Messungen. Gerade zu der Zeit, als für kleine Energiewerte oder für kurze Wellen das Wiensche Gesetz später perfekt bestätigt wurde, für große Energiewerte oder für große Wellen stellten Lummer und Pringsheim erstmals eine merkliche Abweichung fest, und Die von Rubens und F. Kurlbaum durchgeführten Messungen der perfekten Abweichungen mit Flussspat und Kaliumsalz ergaben einen völlig anderen, aber wieder einfachen Zusammenhang, dass der Wert von K nicht proportional zur Energie ist, sondern zum Quadrat der Energie, wenn man zu großen Werten geht von Energie und Wellenlängen.

So wurden durch direkte Experimente zwei einfache Grenzen für die Funktion festgelegt: für kleine Energien die Proportionalität (ersten Grades) der Energie, für große zum Quadrat der Energie. Es ist klar, dass ebenso wie jedes Prinzip der Energieverteilung einen bestimmten Wert von K ergibt, jeder Ausdruck zu einem bestimmten Gesetz der Energieverteilung führt, und die Frage ist nun, einen Ausdruck zu finden, der die durch Messungen festgestellte Energieverteilung wiedergeben würde. Nun lag aber nichts näher, als für den allgemeinen Fall eine Größe in Form einer Summe zweier Terme zusammenzusetzen: einen vom ersten und den anderen vom zweiten Energiegrad, so dass für kleine Energien der erste Term gilt entscheidend sein, für große Energien - die zweite; gleichzeitig wurde eine neue Strahlungsformel gefunden, die ich auf einer Tagung der Berliner Physikalischen Gesellschaft am 19. Oktober 1900 vorschlug und zur Forschung empfahl.

Auch nachfolgende Messungen bestätigten die Strahlungsformel, nämlich je genauer, desto subtiler die Messmethoden verwendet wurden. Allerdings war die Maßformel, wenn wir ihre absolut exakte Wahrheit voraussetzen, an sich nur ein glücklich erratenes Gesetz, das nur eine formale Bedeutung hatte.

Planck stellte fest, dass Licht in Portionen emittiert und absorbiert werden muss, und die Energie jeder dieser Portionen ist gleich der Oszillationsfrequenz multipliziert mit einer speziellen Konstante, die Plancksche Konstante genannt wird.

Der Wissenschaftler berichtet, wie hartnäckig er versuchte, das Wirkungsquantum in das System der klassischen Theorie einzuführen: „Aber diese Größe [die Konstante h] erwies sich als hartnäckig und widersetzte sich allen derartigen Versuchen. Solange es als unendlich klein angesehen werden kann, also bei höheren Energien und längeren Perioden, war alles in bester Ordnung. Aber im allgemeinen Fall trat hier und da ein klaffendes Knacken auf, das umso deutlicher wurde, je schneller die Schwingungen betrachtet wurden. Das Scheitern aller Versuche, diesen Abgrund zu überbrücken, ließ bald keinen Zweifel mehr daran, dass das Wirkungsquantum eine fundamentale Rolle in der Atomphysik spielt und dass mit seinem Erscheinen eine neue Ära der Physik begonnen hat, weil es etwas bis dahin Unerhörtes enthält, das ist aufgerufen, unser physikalisches Denken radikal zu verändern, aufgebaut auf dem Konzept der Kontinuität aller kausalen Beziehungen seit der Zeit, als Leibniz und Newton die Infinitesimalrechnung schufen.

W. Heisenberg überliefert die bekannte Legende von Plancks Gedanken so: „Sein Sohn Erwin Planck erinnerte sich diesmal, dass er mit seinem Vater im Grunewald spazieren ging, dass Planck die ganze Zeit aufgeregt und aufgeregt über das Ergebnis seiner Forschungen sprach gehen. Er sagte ihm etwa so: „Entweder ist das, was ich jetzt mache, völliger Unsinn, oder es ist vielleicht die größte Entdeckung in der Physik seit Newton.“

Am 14. Dezember 1900 hielt Planck auf einer Tagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft seinen historischen Bericht „Über die Theorie der Energieverteilung der Normalspektrumstrahlung“. Er berichtete über seine Hypothese und die neue Strahlungsformel. Die von Planck eingeführte Hypothese markierte die Geburtsstunde der Quantentheorie, die eine echte Revolution in der Physik auslöste. Klassische Physik bedeutet heute im Gegensatz zur modernen Physik „Physik vor Planck“.

Die neue Theorie umfasste neben der Planckschen Konstante weitere grundlegende Größen wie die Lichtgeschwindigkeit und eine Zahl, die als Boltzmann-Konstante bekannt ist. 1901 berechnete Planck auf der Grundlage experimenteller Daten zur Schwarzkörperstrahlung den Wert der Boltzmann-Konstante und erhielt unter Verwendung anderer bekannter Informationen die Avogadro-Zahl (die Anzahl der Atome in einem Mol eines Elements). Anhand der Avogadro-Zahl konnte Planck die elektrische Ladung des Elektrons mit höchster Genauigkeit bestimmen.

Die Position der Quantentheorie wurde 1905 gestärkt, als Albert Einstein das Konzept eines Photons - eines Quants elektromagnetischer Strahlung - verwendete. Zwei Jahre später stärkte Einstein die Position der Quantentheorie weiter, indem er das Konzept der Quanten verwendete, um die mysteriösen Diskrepanzen zwischen Theorie und experimentellen Messungen der spezifischen Wärme von Körpern zu erklären. Eine weitere Bestätigung von Plancks Theorie kam 1913 von Bohr, der die Quantentheorie auf die Struktur des Atoms anwandte.

1919 erhielt Planck den Nobelpreis für Physik 1918 „in Anerkennung seiner Beiträge zur Entwicklung der Physik durch die Entdeckung von Energiequanten“. Wie von A.G. Ekstrand, Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften, bei der Preisverleihung: „Plancks Strahlungstheorie ist der hellste der Leitsterne der modernen physikalischen Forschung, und sie wird, soweit man das beurteilen kann, lange Zeit vor den Schätzen liegen die von seinem Genie abgebaut wurden, versiegen." In einem 1920 gehaltenen Nobelvortrag fasste Planck seine Arbeit zusammen und räumte ein, dass „die Einführung der Quanten noch nicht zur Schaffung einer echten Quantentheorie geführt hat“.

Zu seinen weiteren Errungenschaften gehört insbesondere sein Vorschlag zur Herleitung der Fokker-Planck-Gleichung, die das Verhalten eines Teilchensystems unter der Einwirkung kleiner zufälliger Impulse beschreibt.

1928 trat Planck im Alter von 70 Jahren zwangsweise in den formellen Ruhestand, löste sich aber nicht von der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft für Grundlagenwissenschaften, deren Präsident er 1930 wurde. Und an der Schwelle zum achten Jahrzehnt setzte er seine Forschungstätigkeit fort.

Nach der Machtübernahme Hitlers 1933 sprach sich Planck immer wieder öffentlich für jüdische Wissenschaftler aus, die aus ihren Ämtern vertrieben und zur Emigration gezwungen wurden. Später wurde Planck zurückhaltender und schwieg, obwohl die Nazis seine Ansichten zweifellos kannten. Als Patriot, der sein Vaterland liebt, konnte er nur beten, dass die deutsche Nation zum normalen Leben zurückkehrt. Er diente weiterhin in verschiedenen deutschen Gelehrtengesellschaften in der Hoffnung, zumindest einen kleinen Teil der deutschen Wissenschaft und Aufklärung vor der totalen Vernichtung zu retten.

Planck lebte am Stadtrand von Berlin - Grunewald. In seinem Haus, an einem herrlichen Wald gelegen, war es geräumig, gemütlich, alles hatte den Stempel edler Schlichtheit. Eine riesige, liebevoll und durchdacht kuratierte Bibliothek. Ein Musikzimmer, in dem der Besitzer große und kleine Berühmtheiten mit seinem exquisiten Spiel verwöhnte.

Seine erste Frau, geb. Maria Merck, die er 1885 heiratete, gebar ihm zwei Söhne und zwei Zwillingstöchter. Planck lebte mehr als zwanzig Jahre glücklich mit ihr zusammen. Sie starb 1909. Es war ein Schlag, von dem sich der Wissenschaftler lange Zeit nicht erholen konnte.

Zwei Jahre später heiratete er seine Nichte Marga von Hesslin, mit der er auch einen Sohn hatte. Doch seitdem verfolgt Planck das Unglück. Während des Ersten Weltkriegs starb einer seiner Söhne in der Nähe von Verdun, und in den folgenden Jahren starben seine beiden Töchter bei der Geburt. Der zweite Sohn aus erster Ehe wurde 1944 wegen Beteiligung an einem gescheiterten Komplott gegen Hitler hingerichtet. Das Haus und die persönliche Bibliothek des Wissenschaftlers wurden bei einem Luftangriff auf Berlin zerstört.

Plancks Kraft war geschwächt, immer mehr Leiden wurden durch Arthritis der Wirbelsäule verursacht. Der Wissenschaftler war einige Zeit in der Universitätsklinik und wechselte dann zu einer seiner Nichten.

Planck starb am 4. Oktober 1947, sechs Monate vor seinem 90. Geburtstag, in Göttingen. Auf seinem Grabstein sind nur sein Vor- und Nachname sowie der Zahlenwert der Planckschen Konstante eingraviert.

Zu Ehren seines achtzigsten Geburtstags wurde einer der Kleinplaneten Plankiana genannt, und nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs wurde die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft für Grundlagenwissenschaften in Max-Planck-Gesellschaft umbenannt.

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Prominenter deutscher Physiker Max Planck leistete einen großen Beitrag zur Entwicklung der Quantentheorie und gab damit die Hauptrichtung in der Entwicklung der Physik des 20. Jahrhunderts vor.

Schon früh wuchs Planck in einer intellektuell entwickelten, gebildeten und belesenen Familie auf: Urgroßvater Gottlieb Planck und Großvater Heinrich Planck waren Theologieprofessoren, sein Vater Juraprofessor.

Die Entscheidung, sein Leben der Physik zu widmen, fiel dem angehenden Wissenschaftler nicht leicht: Neben den Naturwissenschaften zog es Planck zur Musik und zur Philosophie. Das Studium der Physik fand in Berlin und München statt. Nach der Verteidigung seiner Dissertation lehrte der Wissenschaftler in Kiel und Berlin.

Plancks Forschung widmete sich hauptsächlich Fragen der Thermodynamik. Der Wissenschaftler wurde berühmt, nachdem er das Spektrum des "absolut schwarzen Körpers" erklärt hatte, das zur Grundlage für die Entwicklung der Quantenphysik wurde. Ein schwarzer Körper ist ein Objekt, dessen Strahlung nur von Temperatur und scheinbarer Oberfläche abhängt. Planck führte im Gegensatz zu den Theorien von Newton und Leibniz das Konzept der Quantennatur der Strahlung ein: Strahlung wird von Quanten emittiert und absorbiert, wobei die Energie jedes Quants gleich ist E \u003d h ∙ v,wo h ist die Plancksche Konstante. Das Ergebnis dieser Innovation war die Gewinnung der korrekten Formel für die spektrale Dichte der Strahlung eines schwarzen Körpers, der auf eine Temperatur T erhitzt wurde. Die Plancksche Konstante schmückte auch den Grabstein seines Schöpfers.

Mit relativistischen Methoden machte Planck eine Schlüsselentdeckung – er führte das Konzept des Impulses eines Photons ein. Später wurde diese Entdeckung von Planck von de Broglie auf alle Teilchen ausgedehnt und wurde zu einem grundlegenden Element der Quantenphysik.

Für seinen Beitrag zur Entwicklung der Quantenphysik erhielt Planck 1918 den Nobelpreis.

Der Wissenschaftler hat maßgeblich zur Betrachtung der klassischen Mechanik als Grenzfall der Quantenmechanik beigetragen. Bei der Teilnahme an den Solvay-Kongressen teilte Planck seine erfahrene Meinung zu den Problemen der modernen Physik.

Unter anderen Errungenschaften von Planck kann man die von ihm vorgeschlagene Ableitung der Fokker-Planck-Gleichung nicht übersehen, die das Verhalten eines Teilchensystems unter der Einwirkung kleiner zufälliger Impulse beschreibt.

Das faschistische Regime in Deutschland wurde für den Wissenschaftler zu einer harten Prüfung. Einerseits akzeptierte Planck alle wissenschaftlichen und kulturellen Errungenschaften eines großen Landes und hörte nicht auf, zum Wohle der heimischen Wissenschaft zu arbeiten, andererseits konnte sich der Wissenschaftler nicht mit der Vernichtungspolitik des Reiches abfinden , und versuchte wiederholt, Hitler von der Unmöglichkeit eines Holocaust zu überzeugen. Der Faschismus brachte Planck und viele persönliche Tragödien: 1944 wurde der Sohn eines Wissenschaftlers, Erwin, wegen Beteiligung an einer Verschwörung gegen Hitler hingerichtet.

Planck wurde stark von Einsteins Relativitätstheorie beeinflusst. Der Wissenschaftler unterstützte voll und ganz Einsteins Konzept, das zur Akzeptanz dieser Theorie durch Physiker beitrug.

Planck konnte stolz auf seine Studenten sein, die die Arbeit ihres Mentors selbstbewusst weiterführten und eigene Entdeckungen machten. Einer der berühmten Schüler des Physikers war Moritz Schlick. Schlicks Geschichte ist interessant, weil sie an der Grenze zweier völlig unabhängiger Wissenschaften – Physik und Philosophie – balanciert. Schlicks Dissertation wurde in Physik verteidigt, und er widmete sein ganzes Leben der Philosophie, die das ideologische Zentrum des Neopositivismus bildete. Schlick wurde an der Universität von seinem psychopathischen Studenten erschossen.

Plancks Name lebt bis heute in vielen Objekten und Phänomenen weiter: Neben der Planck-Variablen gibt es auch die Planck-Formel und die Max-Planck-Gesellschaft. Einer der Krater auf dem Mond sowie ein Satellit der Weltraumbehörde tragen den Namen eines Wissenschaftlers.

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Warum Max Planck zwischen Physik und Musik die Wissenschaft bevorzugte, was sein Studium und seine Filme über Kung Fu gemeinsam haben, warum er sich mit Einstein zerstritten hat und wie er unter dem Ersten und Zweiten Weltkrieg gelitten hat, erzählt die Kolumne „Wie einen Nobelpreis zu bekommen".

Nobelpreis für Physik 1918. Der Wortlaut des Nobelkomitees: "In Anerkennung seiner Verdienste um die Entwicklung der Physik durch die Entdeckung von Energiequanten."

Wenn man die Biografien von Nobelpreisträgern in chronologischer Reihenfolge schreibt, ist es überraschend, wie vielfältig die Informationen über die großen Wissenschaftler sind. In einem Fall muss man sich in Zeitschriftenartikel „graben“ und versuchen, Texte in anderen Sprachen als Englisch und Russisch zu verstehen, während es im anderen Fall so viele wichtige Fakten gibt, dass man sich streng arrangieren muss Konkurrenz für sie.

Der Fall des Physik-Nobelpreisträgers von 1918 fällt eindeutig in die zweite Kategorie. Max Planck war seit 1910 jedes Jahr für den Preis nominiert worden und erhielt die Auszeichnung relativ schnell, obwohl ein Großteil der Physikgemeinde, einschließlich vieler der ursprünglichen Preisträger, noch lange nicht bereit war, das Aufkommen der neuen Physik anzuerkennen. Auch unter dem Gewicht angehäufter Fakten.

Max Planck ist ein Mann, dessen Name inzwischen zu einem Begriff für die deutsche Wissenschaft geworden ist (denken Sie an die Max-Planck-Gesellschaft, ein Analogon unserer Akademie der Wissenschaften). Er wurde zu Lebzeiten von der deutschen Wissenschaft praktisch vergöttert (die Max-Planck-Medaille – die erste wurde von Planck selbst und Einstein erhalten – und das Max-Planck-Institut für Physik erschien zu Lebzeiten des Wissenschaftlers). Unser Held war ein „Herkunftsmann“. Sein Vater, Wilhelm Planck, vertrat eine alte Adelsfamilie, deren Mitglieder viele berühmte Persönlichkeiten aus Wissenschaft und Kultur waren. So lehrte Max' Großvater Heinrich Ludwig wie sein Urgroßvater Gottlieb Jakob Theologie in Göttingen. Mutter, Emma Patzig, stammte aus einer Kirchenfamilie.

Eingang zum Gebäude der Max-Planck-Gesellschaft (München)

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Geboren wurde er am 23. April 1858 in der holsteinischen Landeshauptstadt Kiel (dort stammt Kaiser Peter III., Gemahl Katharinas II.). Deutschland und Dänemark haben ständig für Kiel gestritten, sogar darum gekämpft. Die Familie Planck verbrachte die ersten neun Lebensjahre des zukünftigen großen Wissenschaftlers in dieser Stadt, und Max erinnerte sich für den Rest seines Lebens an den Einzug preußischer und österreichischer Truppen in die Stadt im Jahr 1864. Im Allgemeinen schlagen die Kriege ständig neben Planck zu - am nächsten. Im Ersten Weltkrieg starb 1916 sein ältester Sohn Karl bei Verdun, im Januar 1945 erhängten die Nazis seinen zweiten Sohn Erwin (er wurde verdächtigt, an der Verschwörung von Oberst Stauffenberg beteiligt gewesen zu sein). Alliierte Bombenangriffe töteten ihn während eines Vortrags fast, füllten ihn für mehrere Stunden in einem Luftschutzbunker, am Ende des Krieges ruinierten sie sein Anwesen, seine riesige Bibliothek verschwand irgendwo ...

Doch jetzt schreiben wir das Jahr 1867 und der Vater des jungen Planck erhält eine Einladung aus München. Die Stelle als Professor für Rechtswissenschaften an der berühmten Universität München erwies sich als sehr verlockend, und die Familie zog nach Bayern. Hier studierte Max Planck am sehr angesehenen Maximilian-Gymnasium, wo er der erste Schüler wurde.

Maximilian-Gymnasium

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Und genau in der Struktur von Propps Märchen oder einem Film über einen Kung-Fu-Meister tauchte hier ein erfahrenerer und weiserer Berater auf, der etwas von seiner Weisheit teilte. Mathematiklehrer Hermann Müller wurde so ein fabelhafter Mentor. Er entdeckte in einem jungen Mann ein Talent für Mathematik und erteilte ihm die ersten Lektionen in der erstaunlichen Schönheit der Naturgesetze: Von Müller lernte Planck den Energieerhaltungssatz kennen, der ihn für immer verblüffte. Es muss gesagt werden, dass bis zu seinem Schulabschluss die Umrisse des Märchens fortgesetzt wurden: Er befand sich an einem Scheideweg. Natürlich gab es keinen Stein mit Inschriften, aber neben offensichtlichen Fähigkeiten in Physik und Mathematik zeigte Planck ein bemerkenswertes musikalisches Talent. Vielleicht wurde seine Wahl dadurch beeinflusst, dass Max Planck mit seiner hervorragenden Stimme und seiner wunderbaren Klaviertechnik erkannte, dass er nicht der beste Komponist war.

Planck entschied sich für Physik und trat 1874 in die Universität München ein. Er hörte zwar nicht auf zu spielen, zu singen und zu dirigieren. Physik ist Physik. Es musste auch eine Wahl treffen: in welches der Wissenschaftsgebiete es gehen sollte.

Wilhelm Planck schickte seinen Sohn zu Professor Philip Jolly. Der junge Mann zog es in Richtung theoretische Physik und fragte den berühmten Wissenschaftler, wie ihm eine solche Wahl gefällt. Jolly, der versuchte, ihn davon abzubringen, sagte Planck denselben Satz, der jetzt zu Löchern abgenutzt ist: Sie sagen, Junge, geh nicht in die theoretische Physik: Alle Entdeckungen wurden hier bereits gemacht, alle Formeln wurden abgeleitet, Es müssen noch ein paar Details behandelt werden, und das war's. Dies wird zwar normalerweise mit Intonation zitiert, heißt es, der junge Mann habe sich heldenhaft beeilt, gegen die Trägheit der damaligen Physik zu kämpfen. Aber nein.

Max Planck im Jahr 1878

gemeinfrei

Der junge Mann war begeistert: Er würde keine neuen Entdeckungen machen. Wie Planck später seine Entscheidung begründete, wolle er nur das bereits angesammelte Wissen der Physik nachvollziehen und Ungenauigkeiten ausräumen. Wer hätte gedacht, dass im Zuge der Verfeinerung das gesamte Gebäude der Physik von 1874 einstürzen würde.

So schrieb Planck selbst als junger Mann in seiner wissenschaftlichen Autobiographie über sich selbst: „Von meiner Jugend an wurde ich durch die Erkenntnis der alles andere als selbstverständlichen Tatsache, dass die Gesetze unseres Denkens mit den Gesetzen übereinstimmen, zum wissenschaftlichen Engagement angeregt die im Prozess der Aufnahme von Eindrücken von der Außenwelt stattfinden, und dass ein Mensch diese Regelmäßigkeiten daher mit Hilfe des reinen Denkens beurteilen kann. Das Wesentliche dabei ist, dass die Außenwelt etwas von uns Unabhängiges, Absolutes ist, dem wir uns widersetzen, und die Suche nach Gesetzmäßigkeiten bezüglich dieses Absoluten scheint mir die schönste Aufgabe im Leben eines Wissenschaftlers.

Die theoretische Physik führte ihn nach Berlin, wo er bei den Größen Helmholtz und Kirchhoff studierte. Zwar war Planck von den Physikvorlesungen an der Universität Berlin enttäuscht und setzte sich an die Originalarbeit seiner Lehrer. Zu Helmholtz und Kirchhoff kamen bald Arbeiten zur Wärmetheorie von Rudolf Clausius hinzu. So wurde das wissenschaftliche Arbeitsgebiet des jungen Theoretikers Max Planck bestimmt – die Thermodynamik. Begeistert unternimmt er die „Klärung“ der Details: er formuliert den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik neu, schreibt neue Definitionen der Entropie ...

Porträt von Hermann Helmholtz

Hans Schadow/Wikimedia Commons

Hier erlauben wir uns, Max von Laue aus dem Jahr 1947 zu zitieren: „Die heutige Physik ist ganz anders geprägt als die Physik von 1875, als Planck sich ihr widmete; und in der größten dieser Umwälzungen spielte Planck die erste entscheidende Rolle. Es waren erstaunliche Umstände. Wenn man bedenkt, dass ein achtzehnjähriger Bewerber beschloss, sich einer Wissenschaft zu widmen, von der die kompetenteste Person, die er fragen konnte, sagen würde, dass sie wenig vielversprechend sei. Im Verlauf des Studiums wählt er einen Zweig dieser Wissenschaft, der unter verwandten Wissenschaften keineswegs hoch angesehen ist, sondern innerhalb dieses Zweiges - ein Spezialgebiet, an dem sich niemand interessiert. Weder Helmholtz, noch Kirchhoff, noch Clausius, die ihm am nächsten standen, haben seine ersten Werke auch nur gelesen, und doch geht er, einem inneren Ruf folgend, seinen Weg weiter, bis er auf ein Problem stößt, das schon viele andere vergeblich zu entscheiden und zu lösen versuchten was - wie sich herausstellte - der von ihm gewählte Weg die beste Vorbereitung war. Dadurch gelang es ihm, anhand von Strahlungsmessungen das Strahlungsgesetz zu entdecken, das für alle Zeiten seinen Namen trägt. Er teilte es am 19. Oktober 1900 der Physikalischen Gesellschaft in Berlin mit."

Was hat Planck entdeckt und welches Problem hat er gelöst?

Bereits in den 1860er Jahren erfand einer von Plancks Lehrern, Gustav Kirchhoff, ein Modellobjekt für thermodynamische Gedankenexperimente – einen absolut schwarzen Körper. Per Definition ist ein schwarzer Strahler ein Körper, der absolut die gesamte auf ihn fallende Strahlung absorbiert. Kirchhoff zeigte, dass ein absoluter Körper auch der bestmögliche Kühler ist. Aber es strahlt Wärmeenergie aus.

Rudolf Klausius

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1896 formulierte der Nobelpreisträger von 1911, Wilhelm Wien, sein zweites Gesetz, das die Form der Energieverteilungskurve der Schwarzkörperstrahlung auf der Grundlage der Maxwell-Gleichungen erklärte. Und hier begann die Kontroverse. Für kurzwellige Strahlung erwies sich das zweite Wiensche Gesetz als gültig. Unabhängig von Veen bekam William Strutt, Lord Rayleigh, seine Formel, aber sie „funktionierte“ auf langen Wellenlängen.

Art der Spektralkurven, die durch die Strahlungsgesetze von Planck und Wien bei verschiedenen Temperaturen gegeben sind. Es ist zu erkennen, dass der Unterschied zwischen den Kurven im langwelligen Bereich zunimmt

Planck konnte anhand des Modells des einfachsten linearen harmonischen Resonators eine Formel ableiten, die die Wien-Formel und die Rayleigh-Formel kombiniert. Über diese Formel, die später zur Planckschen Formel wurde, legte er am 19. Oktober einen Bericht vor. Hätte Max Planck jedoch genau das getan, wäre er kaum so hoch verehrt worden. Ja, nach dem Bericht im Oktober haben ihn mehrere Physiker gefunden und ihm gesagt: Theorie verbindet sich ideal mit Praxis. Aber das bedeutete nur, dass er erfolgreich eine Formel gewählt hatte, die eine hochspezialisierte Aufgabe erklärte. Planck war das nicht genug, und er griff die theoretische Begründung der empirisch gefundenen Formel auf. Am 14. Dezember desselben Jahres sprach er erneut vor der Physikalischen Gesellschaft und machte einen Bericht, aus dem hervorgeht: Die Energie eines vollständig schwarzen Körpers sollte portionsweise ausgestrahlt werden. Quantum.

Allgemeine Mechanik.

Dem Leser wird ein Buch des herausragenden deutschen Wissenschaftlers, Physiknobelpreisträgers Max Planck (1858-1947) angeboten, das ein Lehrbuch der allgemeinen Mechanik ist.

Der Autor betrachtet einen separaten materiellen Punkt und teilt die gesamte Mechanik in zwei Teile: die Mechanik eines materiellen Punkts und die Mechanik eines Systems materieller Punkte. Die Arbeit zeichnet sich durch die Tiefe und Klarheit der Darstellung des Materials aus und nimmt einen wichtigen Platz im wissenschaftlichen Nachlass des Wissenschaftlers ein.

Einführung in die Theoretische Physik. Band 2

Mechanik deformierbarer Körper.

Dieses Buch, das sich mit der Mechanik eines elastisch verformbaren Körpers befasst, ist eine Fortsetzung der Vorlesung „Allgemeine Mechanik“ des herausragenden deutschen Physikers Max Planck.

Der Autor führt den Leser mit gewohntem Geschick prägnant und anschaulich in den Forschungskreis der Elastizitätstheorie, Hydrodynamik und Aerodynamik sowie in die Theorie der Wirbelbewegungen ein. Aus Sicht des Lesers dieses Buches sollte die Mechanik der verformbaren Körper als natürliche, durch innere Notwendigkeit bedingte Fortsetzung der allgemeinen Mechanik und vor allem als eine Reihe eng verwandter, logisch begründeter Begriffe entstehen. Dadurch wird es möglich, nicht nur vertiefte Lehrveranstaltungen und Fachliteratur mit vollem Verständnis zu studieren, sondern auch eigenständige, vertiefte Recherchen durchzuführen.

Einführung in die Theoretische Physik. Band 3

Theorie der Elektrizität und des Magnetismus.

Dieses Buch, geschrieben von dem herausragenden deutschen Wissenschaftler, dem Begründer der Quantenmechanik, Max Planck, enthält eine Darstellung elektrischer und magnetischer Phänomene. Das Werk gehört zu den Monographien zu den Hauptgebieten der Theoretischen Physik, die einen wichtigen Platz in Plancks wissenschaftlichem Erbe einnimmt.

Das Material des Buches zeichnet sich durch die Tiefe und Klarheit der Beschreibung aus, wodurch es bis heute nicht an Bedeutung verloren hat.

Einführung in die Theoretische Physik. Band 4

Optik.

In dem Buch des herausragenden deutschen Physikers Max Planck wird der systematischen Darstellung und Entwicklung der Hauptbestimmungen der theoretischen Optik viel Aufmerksamkeit geschenkt und ihre Verbindungen zu anderen Fachgebieten der Physik dargestellt.

In den ersten beiden Teilen der Arbeit betrachtet der Autor Materie als kontinuierliches Medium mit sich ständig ändernden Eigenschaften. Im dritten Teil wird bei der Beschreibung der Dispersion die atomistische Betrachtungsweise eingeführt. Der Autor skizziert auch einen natürlichen Übergang zur Quantenmechanik auf der Grundlage der klassischen Theorie mit Hilfe einer geeigneten Verallgemeinerung.

Einführung in die Theoretische Physik. Band 5

Theorie der Wärme.

Dieses Buch ist der fünfte und letzte Band von Max Plancks Einführung in die Theoretische Physik.

In den ersten beiden Teilen der Arbeit des herausragenden deutschen Physikers werden die klassische Thermodynamik und die Grundlagen der Theorie der Wärmeleitung vorgestellt. Darüber hinaus wird die Wärmeleitfähigkeit vom Autor als das einfachste Beispiel für irreversible Prozesse angesehen. Dank dieser Sichtweise gestaltet sich in Plancks Darstellung der Übergang von der Thermodynamik zur Theorie der Wärmeleitung als klar und selbstverständlich.

Der dritte Teil des Buches ist ganz dem Phänomen der Wärmestrahlung gewidmet. In den nachfolgenden Kapiteln legt der Autor die Grundlagen der Atomistik und Quantentheorie, der klassischen und der Quantenstatistik dar.

Ausgewählte Schriften

Diese Ausgabe ausgewählter Werke von Max Planck, einem der Begründer der modernen Physik, enthält Artikel zu Thermodynamik, statistischer Physik, Quantentheorie, spezieller Relativitätstheorie und allgemeinen Fragen der Physik und Chemie.

Das Buch ist für Physiker, Chemiker, Historiker der Physik und Chemie von Interesse.

Quantentheorie. Revolution im Mikrokosmos

Max Planck wurde oft als Revolutionär bezeichnet, obwohl er dagegen war.

Der Wissenschaftler vertrat 1900 die Idee, dass Energie nicht kontinuierlich abgegeben wird, sondern in Form von Portionen oder Quanten. Das Echo dieser Hypothese, die die vorherrschenden Vorstellungen auf den Kopf stellte, war die Entwicklung der Quantenmechanik, einer Disziplin, die zusammen mit der Relativitätstheorie dem modernen Weltbild zugrunde liegt.

Die Quantenmechanik betrachtet die mikroskopische Welt, und einige ihrer Postulate sind so erstaunlich, dass Planck selbst mehr als einmal zugab, mit den Folgen seiner Entdeckungen nicht Schritt gehalten zu haben. Als Lehrer der Lehrer stand er jahrzehntelang an der Spitze der deutschen Wissenschaft und schaffte es, in der düsteren Zeit des Nationalsozialismus einen Funken Vernunft zu bewahren.

Das Prinzip der Energieerhaltung

M. Plancks Buch „Das Energieerhaltungsprinzip“ widmet sich der Geschichte und Begründung des Energieerhaltungs- und Umwandlungsgesetzes, dieses wichtigsten Naturgesetzes zur Begründung des Materialismus.

Das Buch ist viermal auf Deutsch erschienen; aus der letzten Auflage (1921) und der vorliegenden Übersetzung angefertigt. Der erste Teil wurde von R.Ya übersetzt. Steinman, die anderen beiden - S.G. Suworow.

Die Übersetzer wollten beim Übersetzen nicht vom ursprünglichen Stil des Autors abweichen, waren aber in einigen Fällen, wenn einzelne Sätze des Originals auf eine ganze Seite ausgedehnt wurden, gezwungen, diesen Stil noch zu „erleichtern“.

Einige von Plancks Hinweisen auf spezifische physikalische Forschungen sind veraltet. Daher hat Planck in der Ausgabe von 1908 eine Reihe zusätzlicher Bemerkungen gemacht. Solche Bemerkungen, obwohl nicht grundsätzlicher Art, könnten etwas vermehrt werden. Planck ließ die dritte und vierte Auflage gegenüber der zweiten unverändert. Die Übersetzer hielten es auch für möglich, sich auf die Zusätze des Autors selbst zur zweiten Auflage zu beschränken.

Bedeutsamer ist das Fehlen der Geschichte des Gesetzes der Energieerhaltung und -umwandlung in den letzten fünfzig Jahren, die für ihre Entwicklung sehr wichtig sind, in den Nachdrucken. Die Übersetzer konnten diese Geschichte natürlich nicht mit gesonderten Bemerkungen erschöpfen; es erfordert unabhängige Forschung, die den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde. Einige sehr wichtige Momente der späteren Entwicklung des Gesetzes, nämlich der Kampf verschiedener Richtungen in der Physik um die Bewertung der Bedeutung des Gesetzes und seiner Interpretation, werden jedoch im Artikel von S.G. Suworow. Darin findet der Leser auch eine Einschätzung des Buches von M. Planck.