Макс Планк. Біографія вченого

БІОГРАФІЇ ВЕЛИКИХ ВЧЕНИХ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Біографії великих вчених

Планк Макс Карл Ернст Людвіг. Біографія вченого

Біографії великих вчених

Макс Планк (1858-1947).

Німецький фізик Макс Карл Ернст Людвіг Планк народився 23 квітня 1858 року в прусському місті Кілі, в сім'ї професора цивільного права Йоганна Юліуса Вільгельма фон Планка, професора цивільного права, та Емми (у дівоцтві Патциг) Планк. У дитинстві хлопчик навчався грати на фортепіано та органі, виявляючи неабиякі музичні здібності. У 1867 році сім'я переїхала до Мюнхена, і там Планк вступив до Королівської Максиміліанівської класичної гімназії, де чудовий викладач математики вперше пробудив у ньому інтерес до природничих і точних наук. Після закінчення гімназії в 1874 році він спочатку збирався вивчати класичну філологію, пробував свої сили в музичній композиції, але потім віддав перевагу фізиці.

Протягом трьох років Планк вивчав математику та фізику в Мюнхенському та рік у Берлінському університетах. Один із його професорів у Мюнхені, фізик-експериментатор Філіп фон Жоллі, виявився поганим пророком, коли порадив молодому Планку обрати іншу професію, оскільки, за його словами, у фізиці не залишилося нічого принципово нового, що можна було б відкрити. Ця точка зору, поширена на той час, виникла під впливом надзвичайних успіхів, яких вчені в XIX столітті досягли у примноженні наших знань про фізичні та хімічні процеси.

Під час перебування у Берліні Планк набув ширшого погляду на фізику завдяки публікаціям видатних фізиків Германа фон Гельмгольца та Густава Кірхгофа, а також статтям Рудольфа Клаузіуса. Знайомство зі своїми працями сприяло з того що наукові інтереси Планка надовго зосереджувалися на термодинаміці - області фізики, у якій з урахуванням небагатьох фундаментальних законів вивчаються явища теплоти, механічної енергії та перетворення енергії.

Вчений ступінь доктора Планк отримав у 1879 році, захистивши в Мюнхенському університеті дисертацію "Про другий закон механічної теорії тепла" - другий початок термодинаміки, який стверджує, що жоден безперервний процес, що самопідтримується, не може переносити тепло від холоднішого тіла до більш теплого. Через рік він захистив дисертацію "Рівноважний стан ізотропних тіл за різних температур", яка принесла йому посаду молодшого асистента фізичного факультету Мюнхенського університету.

У 1885 році він став ад'юнкт-професором Кільського університету, що зміцнило його незалежність, зміцнило фінансове становище та надало більше часу для наукових досліджень. Роботи Планка з термодинаміки та її додатків до фізичної хімії та електрохімії здобули йому міжнародне визнання. У 1888 році він став ад'юнкт-професором Берлінського університету та директором Інституту теоретичної фізики (посаду директора було створено спеціально для нього).

Працюючи доцентом Мюнхенського університету, Планк почав складати курс лекцій з теоретичної фізики. Але до 1897 року він не міг розпочати публікацію своїх лекцій. У 1887 році він написав конкурсний твір на премію філософського факультету Геттінгенського університету. За цей твір Планк отримав премію, а сама робота, що містить історико-методологічний аналіз закону збереження енергії, перевидавалася п'ять разів, з 1887 по 1924 рік. За цей час Планк опублікував ряд робіт з термодинаміки фізико-хімічних процесів. Особливої популярності набула створена ним теорія хімічної рівноваги розведених розчинів. У 1897 році вийшло перше видання його лекцій з термодинаміки. Ця класична книга перевидавалася кілька разів (останнє видання вийшло 1922 року) і перекладалася іноземними мовами, у тому числі російською. На той час Планк був ординарним професором Берлінського університету та членом Прусської академії наук.

З 1896 Планк зацікавився вимірами, що проводилися в Державному фізико-технічному інституті в Берліні, а також проблемами теплового випромінювання тел. Проводячи свої дослідження, Планк звернув увагу до нові фізичні закономірності. Він встановив з урахуванням експерименту закон теплового випромінювання нагрітого тіла. При цьому він зіткнувся з тим, що випромінювання має перервний характер. Планк зміг обґрунтувати свій закон лише за допомогою чудового припущення, що енергія коливання атомів не довільна, а може приймати лише низку цілком певних значень. Пізніші дослідження цілком підтвердили це припущення. Виявилося, що переривчастість властива будь-якому випромінюванню, що світло складається з окремих порцій (квантів) енергії.

Планк встановив, що світло з частотою коливання має випромінюватись і поглинатися порціями, причому енергія кожної такої порції дорівнює частоті коливання помноженої на спеціальну константу, що отримала назву постійної Планка.

14 грудня 1900 Планк доповів Берлінському фізичному суспільству про свою гіпотезу і нову формулу випромінювання. Введена Планком гіпотеза ознаменувала народження квантової теорії, яка здійснила справжню революцію у фізиці. Класична фізика на противагу сучасній фізиці нині означає "фізика до Планка".

В 1906 вийшла монографія Планка "Лекції з теорії теплового випромінювання". Вона перевидавалася кілька разів. Російський переклад книги під назвою "Теорія теплового випромінювання" вийшов 1935 року.

Його нова теорія включала, окрім постійної Планка, і інші фундаментальні величини, такі як швидкість світла і число, відоме під назвою постійної Больцмана. У 1901 році, спираючись на експериментальні дані щодо випромінювання чорного тіла, Планк обчислив значення постійної Больцмана і, використовуючи іншу відому інформацію, отримав число Авогадро (число атомів в одному молі елемента). Виходячи з числа Авогадро, Планк зумів з високою точністю визначити електричний заряд електрона.

Планк аж ніяк не був революціонером, і він сам, ні інші фізики не усвідомлювали глибокого значення поняття "квант". Для Планка квант був лише засобом, що дозволив вивести формулу, що дає задовільну згоду з кривою випромінювання абсолютно чорного тіла. Він неодноразово намагався досягти згоди у рамках класичної традиції, але безуспішно. Разом з тим він із задоволенням відзначив перші успіхи квантової теорії, які були майже негайно.

Позиції квантової теорії зміцнилися 1905 року, коли Альберт Ейнштейн скористався поняттям фотона - кванта електромагнітного випромінювання. Ейнштейн припустив, що світло має подвійну природу: він може поводитися і як хвиля, і як частка. У 1907 році Ейнштейн ще більше зміцнив становище квантової теорії, скориставшись поняттям кванта для пояснення загадкових розбіжностей між прогнозами теорії та експериментальними вимірами питомої теплоємності тіл. Ще одне підтвердження потенційної потужності введеної Планком новації надійшло 1913 року від Нільса Бора, який застосував квантову теорію до будови атома.

Водночас, особисте життя Планка було відзначено трагедією. Його перша дружина, уроджена Марія Мерк, з якою він одружився в 1885 році і яка народила йому двох синів і двох дочок-близнюків, померла в 1909 році. Двома роками пізніше він одружився зі своєю племінницею Маргою фон Хесслін, від якої у нього також народився син. Під час Першої світової війни загинув під Верденом один із його синів, а в наступні роки обидві його дочки померли під час пологів.

У 1919 Планк був удостоєний Нобелівської премії з фізики за 1918 "на знак визнання його заслуг у справі розвитку фізики завдяки відкриттю квантів енергії". Як заявив А. Г. Екстранд, член Шведської королівської академії наук, на церемонії вручення премії, "теорія випромінювання Планка - найяскравіша з дороговказів сучасного фізичного дослідження, і пройде, наскільки можна судити, ще чимало часу, перш ніж вичерпаються скарби, які були здобуті його генієм. У нобелівській лекції, прочитаної в 1920 році, Планк підбив підсумок своєї роботи і визнав, що "введення кванта ще не призвело до створення справжньої квантової теорії".

У двадцяті роки Шредінгер, Гейзенберг, Дірак та інші розвинули квантову механіку. Планку припала не до душі нова імовірнісна інтерпретація квантової механіки, і, подібно до Ейнштейна, він намагався примирити передбачення, засновані лише на принципі ймовірності, з класичними ідеями причинності. Його сподіванням не судилося збутися: імовірнісний підхід встояв.

Планка в сучасну фізику не вичерпується відкриттям кванта і постійної, що носить нині його ім'я. Сильне враження нього справила спеціальна теорія відносності Ейнштейна, опублікована 1905 року. Повна підтримка, надана Планком нової теорії, значною мірою сприяла прийняттю спеціальної теорії відносності фізиками. До інших його досягнень належить запропонований їм висновок рівняння Фоккера-Планка, що описує поведінку системи частинок під впливом невеликих випадкових імпульсів.

У 1928 році у віці сімдесяти років Планк вийшов у обов'язкову формальну відставку, але не порвав зв'язків із Товариством фундаментальних наук кайзера Вільгельма, президентом якого він став у 1930 році. І на порозі восьмого десятиліття він продовжував дослідницьку діяльність.

Як людина сформованих поглядів і релігійних переконань, та й просто справедлива людина, Планк після приходу 1933 року Гітлера до влади публічно виступав на захист єврейських учених, вигнаних зі своїх посад і змушених емігрувати. На науковій конференції він привітав Ейнштейна, відданого анафемі нацистами. Коли Планк як президент Товариства фундаментальних наук кайзера Вільгельма наносив офіційний візит Гітлеру, він скористався цією нагодою, щоб спробувати припинити переслідування вчених-євреїв. У відповідь Гітлер вибухнув тирадою проти євреїв взагалі. Надалі Планк став більш стриманим і мовчав, хоча нацисти, безперечно, знали про його погляди. Як патріот, що любить батьківщину, він міг тільки молитися про те, щоб німецька нація знову набула нормального життя. Він продовжував служити в різних німецьких учених суспільствах, сподіваючись зберегти хоч якусь небагато німецької науки і освіти від повного знищення.

Планка чекало на нове потрясіння. Другого сина від першого шлюбу було страчено 1944 року за участь у невдалій змові проти Гітлера. Після того, як його будинок і особиста бібліотека загинули під час повітряного нальоту на Берлін, Планк і його дружина намагалися знайти притулок у маєтку Рогец неподалік Магдебурга, де опинилися між німецькими військами, що відступають, і силами союзних військ, що наступають. Зрештою, подружжя Планк було виявлено американськими частинами і доставлено в безпечний тоді Геттінген.

Планк глибоко цікавився філософськими проблемами, пов'язаними з причинністю, етикою та свободою волі, і виступав на ці теми у пресі та перед професійними та непрофесійними аудиторіями. Який виконував обов'язки пастора (але не мав священичого сану) у Берліні, Планк був глибоко переконаний у тому, що наука доповнює релігію та вчить правдивості та шанобливості.

Планк вірив у реальності зовнішнього світу та у могутність розуму. Це суттєво відзначити, тому що дуже важливий етап його діяльності протікав у ситуації кризи у фізиці. Проте матеріалістично налаштований Планк твердо протистояв модним позитивістським захопленням Маха та Оствальда. "Він був типовим німцем у кращому сенсі цього слова, - пише у своїй книзі Джордж Паджет Томсон, видний фізик, син Дж. Дж. Томсона. - Чесний, педантичний, з почуттям власної гідності, мабуть, досить твердий, але у сприятливих умовах здатний відкинути всю манірність і перетворитися на привабливу людину".

Через все своє життя Планк проніс любов до музики: чудовий піаніст, він часто грав камерні твори зі своїм другом Ейнштейном, поки той залишив Німеччину. Планк був також захопленим альпіністом і майже кожну свою відпустку проводив у Альпах.

Планк був членом Німецької та Австрійської академій наук, а також наукових товариств та академій Англії, Данії, Ірландії, Фінляндії, Греції, Нідерландів, Угорщини, Італії, Радянського Союзу, Швеції та Сполучених Штатів. Німецьке фізичне суспільство назвало на честь нього свою найвищу нагороду медаллю Планка, і сам учений став першим володарем цієї почесної нагороди. На честь його вісімдесятиріччя одна з малих планет була названа Планкіаною, а після закінчення Другої світової війни Товариство фундаментальних наук кайзера Вільгельма було перейменовано на Товариство Макса Планка.

Помер Планк у Геттінгені 4 жовтня 1947 року, за шість місяців до свого дев'яностоліття. На його могильній плиті вибито лише ім'я та прізвище та чисельне значення постійної Планки.

Автор: Самін Д.К.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Біографії великих вчених:

▪ Лавуазьє Антуан Лоран. Біографія

▪ Дарвін Чарлз. Біографія

▪ Джеймс Джоуль. Біографія

Дивіться інші статті розділу Біографії великих вчених.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мікроби розпізнають літери 06.06.2021

Завдяки своєму недавньому відкриттю, вчені з факультету біомедичної інженерії Техніона змогли домогтися розпізнавання певних геометричних візерунків – наприклад, літер – колоніями мікробів, що імітують штучну нейронну мережу.

Метод вчених ґрунтується на зміні способу комунікації всередині колоній мікробів у природі. Дослідження, проведене доктором Сімінгом Лі та доцентом Рамезом Даніелем.

Лабораторія професора Даніеля займається синтетичною біологією, зокрема, створенням біологічних ланцюгів, які по суті поєднують принципи біології та електроніки. Подібно до електронних перемикачів, які можна включати і вимикати, клітини спроектовані так, щоб "включатися" і виконувати функцію, наприклад флуоресценцію, у відповідь на певний стимул. Використовуючи цю техніку, група розробила біологічні "датчики", які розпізнають присутність миш'яку та інших отрут у воді або наявність крові у сечі.

Однак клітини здатні виконувати більш складні функції, ніж простий перемикач "так/ні". Колонії бактерій у природі здатні до внутрішньої комунікації. Наприклад, вони можуть по-різному реагувати на зовнішні подразники, коли колоній мало або коли їх багато. Це явище, що називається "сприйняттям кворуму", також проявляється, наприклад, коли наша імунна система мобілізується проти інфекції - клітини передають інформацію про те, який патоген потрапив в організм, яка реакція потрібна і багато іншого.

Одна клітина сама по собі може бути "дурною", але вся колонія, як правило, "розумна". Саме це явище група професора Даніеля використала, щоб у кілька разів підвищити алгоритмічну складність завдання та вперше створити біологічну схему, що діє як штучна нейронна мережа, здатна виконувати відносно складне завдання: розпізнавання образів. Будівельними блоками стали модифіковані бактерії E. coli.

Створені в такий спосіб геометричні візерунки - це підтвердження концепції те, що можуть робити біологічні схеми, які діють як штучна нейронна мережу. У майбутньому ми можемо побачити біоінженерні системи, які відслідковують токсини, діагностують рак та використовуються для регенерації тканин. У нас навіть можуть з'явитися біологічні комп'ютери. Цікаво спостерігати, як синтетична біологія, яка прагне імітувати електроніку в біологічних системах, пройшла повний цикл, створивши подібність штучної нейронної мережі, яка, звичайно ж, натхненна людським мозком – найскладнішою біологічною системою.

Інші цікаві новини:

▪ Все золото світу

▪ Новий спосіб охолодження напівпровідників

▪ Земля має ще один супутник

▪ Антена зменшує випромінювання телефону

▪ Виробництво метанолу за кімнатної температури

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Регулятори тембру, гучності. Добірка статей

▪ стаття Кожен солдат носить у своєму ранці маршальський жезл. Крилатий вислів

▪ стаття Як ефект Паулі запобіг розіграшу самого Паулі? Детальна відповідь

▪ стаття Дурман індіанська. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття PIC-контролер в автомобільному годиннику. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Саморобний низькоомний дротяний резистор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт