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Planck came from a traditional, intellectual family. Su bisabuelo paterno y su abuelo eran profesores de Teología en Gotinga; su padre era profesor de derecho en la Universidad de Kiel y Múnich., Uno de sus tíos también era juez.
Max Planck de la firma de diez años de edad
Planck nació en 1858 en la ciudad de Kiel, Holstein, Johann Julius Wilhelm Planck y su segunda esposa, Emma Patzig. Fue bautizado con el nombre de Karl Ernst Ludwig Marx Planck; de sus nombres de pila, Marx (una variante ahora obsoleta DE Markus o tal vez simplemente un error de Max, que en realidad es la abreviatura de Maximiliano) fue indicado como el «nombre de denominación». Sin embargo, a la edad de diez años firmó con el nombre Max y lo usó por el resto de su vida.,
fue el sexto hijo de la familia, aunque dos de sus hermanos eran del primer matrimonio de su padre. La guerra fue común durante los primeros años de Planck y entre sus primeros recuerdos estaba la marcha de las tropas prusianas y austriacas en Kiel durante la Segunda Guerra de Schleswig en 1864. En 1867 la familia se trasladó a Múnich, y Planck se matriculó en la Maximilians gymnasium school, donde estuvo bajo la tutela de Hermann Müller, un matemático que se interesó por la juventud, y le enseñó astronomía y mecánica, así como matemáticas., Fue DE Müller que Planck aprendió por primera vez el principio de la conservación de la energía. Planck se graduó temprano, a los 17 años. Así es como Planck entró en contacto por primera vez con el campo de la física.
Planck estaba dotado cuando se trataba de música. Tomó clases de canto y piano, órgano y violonchelo, y compuso canciones y óperas. Sin embargo, en lugar de música eligió estudiar física.,
Planck cuando era joven, 1878
El Profesor de Física de Múnich Philipp von Jolly aconsejó a Planck que no entrara en la física, diciendo: «en este campo, casi todo ya está descubierto, y todo lo que queda es llenar algunos agujeros.»Planck respondió que no deseaba descubrir cosas nuevas, sino solo comprender los fundamentos conocidos del campo, y así comenzó sus estudios en 1874 en la Universidad de Munich., Bajo la supervisión de Jolly, Planck realizó los únicos experimentos de su carrera científica, estudiando la difusión del hidrógeno a través del platino calentado, pero transferido a la física teórica.
en 1877, fue a la Universidad Friedrich Wilhelms en Berlín para un año de estudio con los físicos Hermann von Helmholtz y Gustav Kirchhoff y el matemático Karl Weierstrass. Escribió que Helmholtz nunca estaba muy preparado, habló lentamente, calculó mal sin fin, y aburrió a sus oyentes, mientras que Kirchhoff habló en conferencias cuidadosamente preparadas que eran secas y monótonas., Pronto se hizo amigo cercano de Helmholtz. Mientras estaba allí emprendió un programa de auto-estudio de los escritos de Clausius, lo que lo llevó a elegir la termodinámica como su campo.
en octubre de 1878, Planck aprobó sus exámenes de calificación y en febrero de 1879 defendió su disertación, Über den zweiten hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie (sobre la segunda ley de la termodinámica). Enseñó brevemente matemáticas y física en su antigua escuela en Múnich.
para el año 1880, Planck había obtenido los dos grados académicos más altos ofrecidos en Europa., El primero fue un doctorado después de completar su trabajo detallando su investigación y teoría de la termodinámica. A continuación, presentó su tesis llamada Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen (estados de equilibrio de los cuerpos isótropos a diferentes temperaturas), que le valió una habilitación.
Academic careerEdit
con la finalización de su tesis de habilitación, Planck se convirtió en un Privatdozent no remunerado (rango académico alemán comparable al profesor/profesor asistente) en Múnich, esperando hasta que se le ofreciera un puesto académico., Aunque inicialmente fue ignorado por la comunidad académica, continuó su trabajo en el campo de la teoría del calor y descubrió uno tras otro el mismo formalismo termodinámico que Gibbs sin darse cuenta. Las ideas de Clausius sobre la entropía ocuparon un papel central en su trabajo.
en abril de 1885, la Universidad de Kiel nombró a Planck como Profesor Asociado de Física Teórica. Más trabajo sobre la entropía y su tratamiento, especialmente como se aplica en la química física, seguido. Publicó su Tratado sobre termodinámica en 1897., Propuso una base termodinámica para la teoría de Svante Arrhenius de la disociación electrolítica.
en 1889, fue nombrado sucesor del puesto de Kirchhoff en la Friedrich-Wilhelms-Universität en Berlín-presumiblemente gracias a la intercesión de Helmholtz-y en 1892 se convirtió en profesor titular. En 1907 a Planck se le ofreció el puesto de Boltzmann en Viena, pero lo rechazó para quedarse en Berlín. Durante 1909, como profesor de la Universidad de Berlín, fue invitado a convertirse en el profesor Ernest Kempton Adams en Física Teórica en la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York., Una serie de sus conferencias fueron traducidas y co-publicadas por el profesor de la Universidad de Columbia A. P. Wills. Se retiró de Berlín el 10 de enero de 1926, y fue sucedido por Erwin Schrödinger.
FamilyEdit
En marzo de 1887, Planck se casó con Marie Merck (1861-1909), hermana de un compañero de escuela, y se mudó con ella a un apartamento subarrendado en Kiel. Tuvieron cuatro hijos: Karl (1888-1916), las gemelas Emma (1889-1919) y Grete (1889-1917), y Erwin (1893-1945).
después del apartamento en Berlín, la familia Planck vivió en una villa en Berlín-Grunewald, Wangenheimstrasse 21., Varios otros profesores de la Universidad de Berlín vivían cerca, entre ellos el Teólogo Adolf von Harnack, que se convirtió en un amigo cercano de Planck. Pronto la casa de Planck se convirtió en un centro social y cultural. Numerosos científicos conocidos, como Albert Einstein, Otto Hahn y Lise Meitner fueron visitantes frecuentes. La tradición de la interpretación conjunta de la música ya se había establecido en la casa de Helmholtz.
después de varios años felices, en julio de 1909 Marie Planck murió, posiblemente de tuberculosis., En marzo de 1911 Planck se casó con su segunda esposa, Marga von Hoesslin (1882-1948); en diciembre nació su quinto hijo Hermann.
durante la Primera Guerra Mundial, el segundo hijo de Planck, Erwin, fue hecho prisionero por los franceses en 1914, mientras que su hijo mayor, Karl, murió en combate en Verdún. Grete murió en 1917 mientras daba a luz a su primer hijo. Su hermana murió de la misma manera dos años más tarde, después de haberse casado con el viudo de Grete. Ambas nietas sobrevivieron y recibieron el nombre de sus madres. Planck soportó estas pérdidas estoicamente.,
en enero de 1945, Erwin, con quien había sido particularmente cercano, fue condenado a muerte por el Volksgerichtshof Nazi debido a su participación en el intento fallido de asesinar a Hitler en julio de 1944. Erwin fue ejecutado el 23 de enero de 1945.
profesor en la Universidad de Berlinedit
como profesor en la Friedrich-Wilhelms-Universität en Berlín, Planck se unió a la Sociedad Física local., Más tarde escribió sobre este tiempo:»en aquellos días yo era esencialmente el único físico teórico allí, de donde las cosas no eran tan fáciles para mí, porque empecé a mencionar la entropía, pero esto no estaba muy de moda, ya que se consideraba como un fantasma matemático». Gracias a su iniciativa, Las diversas sociedades físicas locales de Alemania se fusionaron en 1898 para formar la Sociedad Física alemana (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG); de 1905 a 1909 Planck fue el presidente.,
placa en la Universidad Humboldt de Berlín: «Max Planck, descubridor del quantum elemental de acción h, enseñó en este edificio desde 1889 hasta 1928.»
Planck comenzó un curso de seis semestres de conferencias sobre Física Teórica, «seco, algo impersonal» según Lise Meitner,» sin notas, nunca cometiendo errores, nunca vacilando; el mejor profesor que he escuchado «según un participante Inglés, James R. Partington, quien continúa:» siempre había muchos de pie alrededor de la sala., Como la sala de conferencias estaba bien calentada y bastante cerca, algunos de los oyentes de vez en cuando caían al suelo, pero esto no perturbaba la conferencia.,»Planck no estableció una «escuela» real; el número de sus estudiantes graduados era solo de unos 20, entre ellos:
- 1897 Max Abraham (1875-1922)
- 1903 Max von Laue (1879-1960)
- 1904 Moritz Schlick (1882-1936)
- 1906 Walther Meissner (1906) 1882-1974)
- 1907 Fritz reiche (1883-1960)
- 1912 Walter schottky (1886-1976)
- 1914 Walther bothe (1891-1957)
radiación de cuerpo negroeditar
en 1894, Planck atención al problema de la radiación del cuerpo negro., El problema había sido declarado por Kirchhoff en 1859: «¿cómo la intensidad de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro (un absorbedor perfecto, también conocido como radiador de cavidad) depende de la frecuencia de la radiación (es decir, el color de la luz) y la temperatura del cuerpo?». La pregunta había sido explorada experimentalmente, pero ningún tratamiento teórico concordaba con los valores experimentales. Wilhelm Wien propuso la Ley de Viena, que predijo correctamente el comportamiento a altas frecuencias, pero falló a bajas frecuencias., La Ley Rayleigh-Jeans, otro enfoque del problema, estuvo de acuerdo con los resultados experimentales a bajas frecuencias, pero creó lo que más tarde se conoció como la «catástrofe ultravioleta» a altas frecuencias. Sin embargo, contrariamente a muchos libros de texto, esto no era una motivación para Planck.
La primera solución propuesta por Planck al problema en 1899 siguió a lo que Planck llamó el «principio del desorden elemental», que le permitió derivar la Ley de Viena de una serie de suposiciones sobre la entropía de un oscilador ideal, creando lo que se conoce como la Ley de Viena–Planck., Pronto se descubrió que la evidencia experimental no confirmaba la nueva ley en absoluto, para frustración de Planck. Planck revisó su enfoque, derivando la primera versión de la famosa ley de radiación del cuerpo negro de Planck, que describía bien el espectro del cuerpo negro observado experimentalmente. Fue propuesto por primera vez en una reunión del DPG el 19 de octubre de 1900 y publicado en 1901. Esta primera derivación no incluyó la cuantificación de energía, y no utilizó la mecánica estadística, a la que mantuvo una aversión., En noviembre de 1900 Planck revisó este primer enfoque, basándose en la interpretación estadística de Boltzmann de la segunda ley de la termodinámica como una forma de obtener una comprensión más fundamental de los principios detrás de su ley de radiación. Como Planck sospechaba profundamente de las implicaciones filosóficas y físicas de tal interpretación del enfoque de Boltzmann, su recurso a ellas fue, como más tarde lo dijo, «un acto de desesperación … Estaba dispuesto a sacrificar cualquiera de mis convicciones anteriores sobre la física».,
la suposición central detrás de su nueva derivación, presentada al DPG el 14 de diciembre de 1900, fue la suposición, ahora conocida como el postulado de Planck, de que la energía electromagnética podría emitirse solo en forma cuantizada, en otras palabras, la energía solo podría ser un múltiplo de una unidad elemental:
E = H ν {\displaystyle E=H\nu }
donde h es la constante de Planck, también conocida como acción cuántica de Planck (introducida ya en 1899), y ν es la frecuencia de la radiación. Tenga en cuenta que las unidades elementales de energía discutidas aquí están representadas por hv y no simplemente por ν., Los físicos ahora llaman a estos fotones cuantos, y un fotón de frecuencia ν tendrá su propia energía específica y única. La energía total en esa frecuencia es entonces igual a hv multiplicado por el número de fotones en esa frecuencia.
Planck en 1918, el año en que recibió el Premio Nobel de Física por su trabajo en teoría cuántica
Al principio Planck consideró que la cuantificación era solo «una suposición puramente formal … en realidad no pensé mucho en ello …,»; hoy en día esta suposición, incompatible con la física clásica, es considerada como el nacimiento de la física cuántica y el mayor logro intelectual de la carrera de Planck (Ludwig Boltzmann había estado discutiendo en un artículo teórico en 1877 la posibilidad de que los estados de energía de un sistema físico pudieran ser discretos). El descubrimiento de la constante de Planck le permitió definir un nuevo conjunto universal de unidades físicas (como la longitud de Planck y la masa de Planck), todas basadas en constantes físicas fundamentales en las que se basa gran parte de la teoría cuántica., En reconocimiento a la contribución fundamental de Planck a una nueva rama de la física, fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1918 (en realidad recibió el premio en 1919).
posteriormente, Planck intentó captar el significado de los cuantos de energía, pero fue en vano. «Mis intentos infructuosos de reintegrar de alguna manera la acción cuántica en la teoría clásica se extendieron durante varios años y me causaron muchos problemas.,»Incluso varios años más tarde, otros físicos como Rayleigh, Jeans y Lorentz fijaron la constante de Planck a cero para alinearse con la física clásica, pero Planck sabía bien que esta constante tenía un valor distinto de cero preciso. «Soy incapaz de entender la terquedad de Jeans-él es un ejemplo de un teórico que nunca debería existir, lo mismo que Hegel fue para la filosofía. Tanto peor para los hechos si no encajan.»
Max Born escribió sobre Planck: «él era, por naturaleza, una mente conservadora; no tenía nada de revolucionario y era completamente escéptico sobre las especulaciones., Sin embargo, su creencia en la fuerza convincente del razonamiento lógico a partir de los hechos era tan fuerte que no se inmutó al anunciar la idea más revolucionaria que jamás haya sacudido a la física.»
Einstein y la teoría de la relatividadeditar
en 1905, los tres documentos de época de Albert Einstein fueron publicados en la revista Annalen der Physik. Planck fue uno de los pocos que inmediatamente reconoció la importancia de la teoría especial de la relatividad. Gracias a su influencia, esta teoría pronto fue ampliamente aceptada en Alemania., Planck también contribuyó considerablemente a extender la teoría especial de la relatividad. Por ejemplo, reformuló la teoría en términos de acción clásica.
la hipótesis de Einstein de los cuantos de luz (fotones), basada en el descubrimiento de Heinrich Hertz en 1887 (y la investigación posterior de Philipp Lenard) del efecto fotoeléctrico, fue rechazada inicialmente por Planck. No estaba dispuesto a descartar completamente la teoría de la electrodinámica de Maxwell., «La teoría de la luz sería echada atrás no por décadas, sino por siglos, en la época en que Christiaan Huygens se atrevió a luchar contra la poderosa teoría de la emisión de Isaac Newton …»
en 1910, Einstein señaló el comportamiento anómalo del calor específico a bajas temperaturas como otro ejemplo de un fenómeno que desafía la explicación de la física clásica. Planck y Nernst, tratando de aclarar el creciente número de contradicciones, organizaron la Primera Conferencia Solvay (Bruselas, 1911). En esta reunión Einstein fue capaz de convencer a Planck.,
mientras tanto, Planck había sido nombrado decano de la Universidad de Berlín, por lo que era posible para él llamar a Einstein a Berlín y establecer una nueva cátedra para él (1914). Pronto los dos científicos se hicieron amigos cercanos y se reunieron con frecuencia para tocar música juntos.,
First World WarEdit
al comienzo de la Primera Guerra Mundial, Planck respaldó la emoción general del público, escribiendo que, «además de mucho de lo que es horrible, también hay mucho que es inesperadamente grande y hermoso: la solución sin problemas de los problemas políticos internos más difíciles mediante la unificación de todos los partidos (y) … la exaltación de todo lo bueno y noble.»
Sin embargo, Planck se abstuvo de los extremos del nacionalismo., En 1915, en un momento en que Italia estaba a punto de unirse a las Potencias Aliadas, votó con éxito por un artículo científico de Italia, que recibió un premio de la Academia Prusiana de Ciencias, donde Planck fue uno de los cuatro presidentes permanentes.
Planck también firmó el infame «manifiesto de los 93 intelectuales», un panfleto de polémica propaganda de guerra (mientras que Einstein conservó una actitud estrictamente pacifista que casi lo llevó a su encarcelamiento, solo se salvó gracias a su ciudadanía suiza).,
la posguerra y la República de Weimareditar
en los turbulentos años de la posguerra, Planck, ahora la máxima autoridad de la física alemana, emitió el lema «perseverar y seguir trabajando» a sus colegas.
en octubre de 1920, él y Fritz Haber establecieron la Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft (organización de emergencia de la ciencia alemana), con el objetivo de proporcionar apoyo financiero para la investigación científica. Una parte considerable del dinero que la organización distribuiría se recaudó en el extranjero.,
Planck también ocupó cargos de liderazgo en la Universidad de Berlín, la Academia Prusiana de Ciencias, la Sociedad Física Alemana y la sociedad Kaiser Wilhelm (que se convirtió en la Sociedad Max Planck en 1948). Durante este tiempo las condiciones económicas en Alemania eran tales que apenas fue capaz de llevar a cabo la investigación. En 1926, Planck se convirtió en miembro extranjero de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos.,
durante el período de entreguerras, Planck se convirtió en miembro del Deutsche Volks-Partei (Partido Popular alemán), el partido del Premio Nobel de la paz Gustav Stresemann, que aspiraba a objetivos liberales para la política interna y objetivos más bien revisionistas para la política en todo el mundo.
Planck no estuvo de acuerdo con la introducción del sufragio universal y más tarde expresó la opinión de que la dictadura Nazi fue el resultado del «ascenso del gobierno de las multitudes».
Cuántica mechanicsEdit
De izquierda a derecha: W. de Nernst, A. Einstein, M., Planck, R. A. Millikan and von Laue at a dinner given by von Laue in Berlin on 11 November 1931
At the end of the 1920s Bohr, Heisenberg and Pauli had worked out the Copenhagen interpretation of quantum mechanics, but it was rejected by Planck, and by Schrödinger, Laue, and Einstein as well. Planck esperaba que la mecánica ondulatoria pronto haría innecesaria la teoría cuántica, su propia hija. Sin embargo, no fue así. El trabajo posterior solo cimentó la teoría cuántica, incluso contra sus repugnancias filosóficas y las de Einstein., Planck experimentó la verdad de su propia observación anterior de su lucha con los puntos de vista más antiguos en sus años más jóvenes: «una nueva verdad científica no triunfa convenciendo a sus oponentes y haciéndoles ver la luz, sino más bien porque sus oponentes finalmente mueren, y una nueva generación crece que está familiarizada con ella.»
la dictadura Nazi y el segundo mundo WarEdit
Cuando los Nazis llegaron al poder en 1933, Planck tenía 74 años. Fue testigo de la expulsión y humillación de muchos amigos y colegas judíos, y de la emigración de cientos de científicos de la Alemania Nazi., Una vez más trató de «perseverar y seguir trabajando» y pidió a los científicos que estaban considerando la emigración a permanecer en Alemania. Sin embargo, ayudó a su sobrino, El Economista Hermann Kranold, a emigrar a Londres después de su arresto. El orador espera que la crisis disminuya pronto y que la situación política mejore.,
Otto Hahn le pidió a Planck que reuniera a reconocidos profesores alemanes para emitir una proclamación pública contra el tratamiento de los profesores judíos, pero Planck respondió: «Si usted es capaz de reunir hoy a 30 tales caballeros, entonces mañana otros 150 vendrán y hablarán en contra, porque están ansiosos por asumir las posiciones de los otros. Bajo el liderazgo de Planck, la sociedad Kaiser Wilhelm (KWG) evitó un conflicto abierto con el régimen Nazi, excepto en relación con el judío Fritz Haber., Planck trató de discutir el asunto con el recientemente nombrado Canciller de Alemania Adolf Hitler, pero no tuvo éxito, en cuanto a Hitler » los judíos son todos Comunistas, y estos son mis enemigos.»Al año siguiente, 1934, Haber murió en el exilio.
un año más tarde, Planck, que había sido el presidente de la KWG desde 1930, organizó en un estilo algo provocativo una reunión conmemorativa oficial para Haber. También tuvo éxito en Permitir secretamente a un número de científicos judíos continuar trabajando en institutos de la KWG durante varios años., En 1936, su mandato como presidente del KWG terminó, y el gobierno Nazi lo presionó para que se abstuviera de buscar otro mandato.
a medida que el clima político en Alemania se volvió gradualmente más hostil, Johannes Stark, destacado exponente de Deutsche Physik («física alemana», también llamada «física Aria») atacó a Planck, Sommerfeld y Heisenberg por continuar enseñando las teorías de Einstein, llamándolos «judíos blancos». El «Hauptamt Wissenschaft» (Oficina de Ciencia del Gobierno Nazi) comenzó una investigación de la ascendencia de Planck, alegando que era «judío 1/16», pero el propio Planck lo negó.,
Max Planck de la tumba en Göttingen
En 1938 Planck celebra su 80 cumpleaños. La DPG celebró una celebración, durante la cual la medalla Max-Planck (fundada como la medalla más alta por la DPG en 1928) fue otorgada al físico francés Louis De Broglie. A finales de 1938, la Academia Prusiana perdió su independencia restante y fue tomada por los Nazis (Gleichschaltung). Planck protestó renunciando a su presidencia., Continuó viajando con frecuencia, dando numerosas charlas públicas, como su charla sobre religión y Ciencia, y cinco años más tarde estaba lo suficientemente en forma para escalar picos de 3.000 metros en los Alpes.
durante la Segunda Guerra Mundial, el creciente número de misiones de bombardeo aliadas contra Berlín obligó a Planck y su esposa a abandonar temporalmente la ciudad y vivir en el campo. En 1942 escribió: «en mí ha crecido un ardiente deseo de perseverar en esta crisis y vivir lo suficiente para poder presenciar el punto de inflexión, el comienzo de un nuevo ascenso.,»En febrero de 1944, su casa en Berlín fue completamente destruida por un ataque aéreo, aniquilando todos sus registros científicos y correspondencia. Su retirada rural se vio amenazada por el rápido avance de los ejércitos aliados desde ambos lados.
en 1944 el Hijo de Planck, Erwin, fue arrestado por la Gestapo tras el intento de asesinato de Hitler en el complot del 20 de julio. Fue juzgado y condenado a muerte por el Tribunal Popular en octubre de 1944. Erwin fue ahorcado en la prisión Plötzensee de Berlín en enero de 1945. La muerte de su hijo destruyó gran parte de la voluntad de Planck de vivir., Después del final de la guerra, Planck, su segunda esposa y su hijo fueron llevados a un pariente en Göttingen, donde Planck murió el 4 de octubre de 1947. Su tumba está situada en el antiguo Stadtfriedhof (Cementerio de la ciudad) en Göttingen.