V tomto krátkém příspěvku se dozvíte více o životě talentovaného fyzika.
Jaký byl příběh Maxe Plancka?
Max Planck byl německý teoretický fyzik, považovaný za původního zakladatele kvantové teorie a jednoho z nejvýznamnějších fyziků 20. století. Na přelomu století si uvědomil, že světlo a další elektromagnetické vlny jsou vyzařovány ve formě diskrétních paketů energie, které nazval „kvanta“ – v jednotném čísle „kvantová“ – a které mohou nabývat pouze určitých diskrétních hodnot (násobků určité konstanty, která je dnes známá jako Planckova konstanta). Tento objev je obecně považován za první zásadní krok ve vývoji kvantové teorie, která způsobila převrat ve vnímání a chápání subatomárního světa.
Karl Ernst Ludwig Marx Planck, známější jako Max, se narodil 23. dubna 1858 v Kielu v severoněmeckém Holštýnsku. Jeho rodina byla tradiční a intelektuální (jeho otec byl profesorem práv a dědeček a pradědeček byli profesory teologie). V roce 1867 se rodina přestěhovala do Mnichova, kde Planck navštěvoval Ludwig-Maximilians Gymnasium. Tam se dostal pod vedení Hermanna Müllera, který ho učil astronomii a mechaniku i matematiku a probudil v něm raný zájem o fyziku.
Ačkoli byl nadaným hudebníkem (zpíval, hrál na klavír, varhany a violoncello a skládal písně a dokonce i opery), rozhodl se v roce 1874 pro studium fyziky na mnichovské univerzitě, kde rychle přešel na teoretickou fyziku, a v roce 1877 se přestěhoval na další rok studia do Berlína. Po dokončení habilitační práce o teorii tepla v roce 1880 se Planck stal neplaceným soukromým učitelem v Mnichově, dokud mu nebylo nabídnuto místo na univerzitě. V dubnu 1885 byl na univerzitě v Kielu jmenován mimořádným profesorem teoretické fyziky a pokračoval v práci na teorii tepla a na myšlenkách Rudolfa Clausia o entropii a jejím využití ve fyzikální chemii.
V roce 1889 Planck přešel na univerzitu v Berlíně, kde se v roce 1892 stal řádným profesorem. V roce 1887 se oženil s Marií Merckovou a měli spolu čtyři děti: Karla (1888), dvojčata Emmu a Gretu (1889) a Erwina (1893), z nichž pouze Erwin přežil první světovou válku. Planckův dům v Berlíně se stal společenským a kulturním centrem vědců a často jej navštěvovala řada významných vědců, včetně Alberta Einsteina, Otto Hahna a Lise Meitnerové.
V roce 1894 se Planck začal zajímat o problém vyzařování černého tělesa, tj. o pozorování, že největší množství energie vyzařované „černým tělesem“ (nebo jiným dokonalým absorbérem) se nachází směrem ke středu elektromagnetického spektra, nikoli v ultrafialové oblasti, jak předpokládala klasická teorie. Zejména studoval, jak intenzita elektromagnetického záření vyzařovaného černým tělesem závisí na frekvenci záření (například na barvě světla) a na teplotě tělesa. Po počátečním zklamání odvodil v roce 1900 první verzi svého zákona o vyzařování černého tělesa. Přestože však dobře popisovala experimentálně pozorované spektrum černého tělesa, uvědomil si, že není dokonalá.
V předchozím roce 1899 si všiml, že energie fotonů může nabývat pouze určitých diskrétních hodnot, které jsou vždy celočíselným násobkem určité konstanty, dnes známé jako Planckova konstanta. Světlo a další vlnění tak byly vyzařovány v diskrétních balíčcích energie, které nazval „kvanta“. Definice Planckovy konstanty mu umožnila definovat nový univerzální soubor fyzikálních jednotek neboli Planckových jednotek (jako je Planckova délka, Planckův čas, Planckova teplota atd.), které jsou založeny na pěti základních fyzikálních konstantách: rychlosti světla ve vakuu, gravitační konstantě, Coulombově silové konstantě, Boltzmannově konstantě a jeho vlastní Planckově konstantě.
Později, v roce 1900, revidoval svou teorii černého tělesa a zahrnul do ní předpoklad, že elektromagnetická energie může být vyzařována pouze v „kvantované“ podobě, takže energie může být pouze násobkem elementární jednotky E = hv (kde h je Planckova konstanta, kterou zavedl již v roce 1899, a v je frekvence záření). Přestože kvantování bylo v tehdejší Planckově práci čistě formální hypotézou a on nikdy plně nepochopil jeho radikální důsledky (na ty si musel počkat až na výklad Alberta Einsteina v roce 1905), je jeho objev považován za zrod kvantové fyziky a největší intelektuální úspěch Planckovy kariéry. Za tento úspěch mu byla v roce 1918 udělena Nobelova cena za fyziku.
Planck jako jeden z mála okamžitě rozpoznal význam Einsteinovy speciální teorie relativity, publikované v roce 1905, a využil svého vlivu ve světě teoretické fyziky (v letech 1905-1909 byl předsedou nově vzniklé Německé fyzikální společnosti) k tomu, aby tato teorie byla v Německu rychle a široce přijata, a zároveň sám přispěl k jejímu rozvoji. Poté, co byl Planck jmenován děkanem berlínské univerzity, mohl Einsteina povolat do Berlína a v roce 1914 pro něj speciálně zřídit novou katedru. Oba vědci se brzy stali blízkými přáteli a často se scházeli ke společné hudbě.
Planckova manželka Marie zemřela v roce 1909, pravděpodobně na tuberkulózu, a v roce 1911 se podruhé oženil s Margou von Hoesslin, která mu téhož roku porodila třetího syna Hermanna. V době anexe Německa a první světové války v roce 1914 (kterou Planck zpočátku vítal, ale později proti ní protestoval) byl fakticky nejvyšší autoritou německé fyziky jako jeden ze čtyř stálých prezidentů Pruské akademie věd a vedoucí vlivného koordinačního orgánu, Společnosti císaře Viléma. Koncem dvacátých let 20. století Niels Bohr, Werner Heisenberg a Wolfgang Pauli vypracovali takzvanou „kodaňskou interpretaci“ kvantové mechaniky a kvantová teorie, kterou Planckova práce podnítila, se stále více prosazovala, i když Planck sám (stejně jako Einstein) nebyl nikdy zcela spokojen s některými jejími filozofickými důsledky.
Když se v roce 1933 dostali k moci nacisté, Planckovi bylo 74 let a obecně se vyhýbal jakémukoli otevřenému konfliktu s nacistickým režimem, i když po smrti svého kolegy, fyzika Fritze Habera, v exilu uspořádal poněkud provokativní oficiální vzpomínkové setkání. Podařilo se mu také po několik let tajně umožnit řadě židovských vědců pokračovat v práci v ústavech Společnosti císaře Viléma.
Hnutí „Deutsche Physik“ napadlo Plancka, Arnolda Sommerfelda a Wernera Heisenberga mimo jiné za to, že pokračovali ve výuce Einsteinových teorií, a označilo je za „bílé Židy“. Když mu v roce 1936 skončilo funkční období předsedy Společnosti císaře Viléma, nacistická vláda na něj vyvíjela nátlak, aby nekandidoval ve volbách. Koncem roku 1938 ztratila Pruská akademie věd zbývající nezávislost a přešla do rukou nacistů a Planck na protest rezignoval na funkci prezidenta. Kategoricky odmítl vstoupit do nacistické strany, ačkoli byl pod značným politickým tlakem.
Bombardovací kampaně spojenců proti Berlínu během druhé světové války přinutily Plancka a jeho ženu dočasně opustit město a žít na venkově a jeho dům v Berlíně byl v roce 1944 zcela zničen náletem. I nadále často cestoval, pořádal mnoho veřejných přednášek, zejména o náboženství a vědě (po celý život byl oddaným a vytrvalým stoupencem křesťanství), a ve zralém věku 85 let byl stále dostatečně fit na to, aby zdolával třítisícové vrcholy v Alpách.
Na konci druhé světové války (během níž se jeho nejmladší syn Erwin v roce 1944 podílel na pokusu o atentát na Hitlera a byl oběšen) se Planck se svou druhou ženou a zbývajícím synem přestěhoval do Göttingenu. Zemřel tam 4. října 1947 ve věku 89 let po několika mozkových příhodách.
.
Přečtěte si náš následující článek: Kdo byl Richard Feynman?