Entdecken Sie in diesem kurzen Blogbeitrag das Leben eines talentierten Physikers.
Was war die Geschichte von Max Planck?
Max Planck war ein deutscher theoretischer Physiker, der als ursprünglicher Begründer der Quantentheorie und als einer der bedeutendsten Physiker des 20. Jahrhunderts gilt. Jahrhunderts erkannte er, dass Licht und andere elektromagnetische Wellen in Form diskreter Energiepakete ausgesendet werden, die er „Quanten“ – Singular „Quant“ – nannte und die nur bestimmte diskrete Werte annehmen können (Vielfache einer bestimmten Konstante, die heute den Namen „Planck-Konstante“ trägt). Diese Entdeckung wird allgemein als der erste wesentliche Schritt in der Entwicklung der Quantentheorie angesehen, die unsere Art und Weise, die subatomare Welt zu sehen und zu verstehen, revolutioniert hat.
Karl Ernst Ludwig Marx Planck, besser bekannt als Max, wurde am 23. April 1858 in Kiel, Holstein, im Norden Deutschlands geboren. Seine Familie war traditionell und intellektuell (sein Vater war Professor für Rechtswissenschaften und sein Großvater und Urgroßvater waren Professoren der Theologie gewesen). Im Jahr 1867 zog die Familie nach München, wo Planck das Ludwig-Maximilians-Gymnasium besuchte. Dort wurde er von Hermann Müller unterrichtet, der ihn in Astronomie und Mechanik sowie in Mathematik unterrichtete und Plancks frühes Interesse an der Physik weckte.
Obwohl er ein talentierter Musiker war (er sang, spielte Klavier, Orgel und Cello und komponierte Lieder und sogar Opern), entschied er sich 1874 für ein Physikstudium an der Universität München, wobei er sich bald auf theoretische Physik verlegte, bevor er 1877 für ein weiteres Studienjahr nach Berlin wechselte. Nachdem er 1880 seine Habilitationsschrift über die Theorie der Wärme abgeschlossen hatte, wurde Planck unbezahlter Privatdozent in München, bis ihm eine Stelle an der Universität angeboten wurde. Im April 1885 ernannte ihn die Universität Kiel zum außerordentlichen Professor für theoretische Physik und er setzte seine Arbeit an der Wärmetheorie und an den Ideen von Rudolph Clausius über die Entropie und ihre Anwendung in der physikalischen Chemie fort.
1889 zog Planck an die Universität Berlin, wo er 1892 ordentlicher Professor wurde. Er hatte 1887 Marie Merck geheiratet, und sie hatten vier Kinder, Karl (1888), die Zwillinge Emma und Grete (1889) und Erwin (1893), von denen nur Erwin den Ersten Weltkrieg überlebte. Das Planck-Haus in Berlin wurde zu einem sozialen und kulturellen Zentrum für Akademiker, und viele bekannte Wissenschaftler, darunter Albert Einstein, Otto Hahn und Lise Meitner, besuchten es häufig.
1894 beschäftigte sich Planck mit dem Problem der Schwarzkörperstrahlung, d. h. mit der Beobachtung, dass die größte Energiemenge, die von einem „schwarzen Körper“ (oder einem anderen perfekten Absorber) abgestrahlt wird, in der Mitte des elektromagnetischen Spektrums liegt, anstatt im ultravioletten Bereich, wie es die klassische Theorie nahelegt. Insbesondere untersuchte er, wie die Intensität der von einem schwarzen Körper ausgesandten elektromagnetischen Strahlung von der Frequenz der Strahlung (z. B. der Farbe des Lichts) und der Temperatur des Körpers abhängt. Nach anfänglichen Frustrationen leitete er 1900 die erste Version seines Strahlungsgesetzes für den schwarzen Körper ab. Doch obwohl sie das experimentell beobachtete Spektrum des schwarzen Körpers gut beschrieb, stellte er fest, dass sie nicht perfekt war.
Im Jahr zuvor, 1899, hatte er festgestellt, dass die Energie von Photonen nur bestimmte diskrete Werte annehmen kann, die immer ein ganzzahliges Vielfaches einer bestimmten Konstante waren, die heute als „Plancksche Konstante“ bekannt ist. So wurden Licht und andere Wellen in diskreten Energiepaketen ausgesendet, die er „Quanten“ nannte. Die Definition der Planck-Konstante ermöglichte es ihm, einen neuen universellen Satz physikalischer Einheiten oder Planck-Einheiten (wie die Planck-Länge, die Planck-Zeit, die Planck-Temperatur usw.) zu definieren, die alle auf fünf grundlegenden physikalischen Konstanten beruhen: der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, der Gravitationskonstante, der Konstante der Coulomb-Kraft, der Boltzmann-Konstante und seiner eigenen Planck-Konstante.
Später, im Jahr 1900, überarbeitete er seine Schwarzkörpertheorie, um die Annahme einzubauen, dass elektromagnetische Energie nur in „quantisierter“ Form emittiert werden kann, so dass die Energie nur ein Vielfaches einer elementaren Einheit E = hv sein kann (wobei h die Planck-Konstante ist, die er bereits 1899 eingeführt hatte, und v die Frequenz der Strahlung ist). Obwohl die Quantisierung in Plancks Arbeit zu dieser Zeit eine rein formale Annahme war und er ihre radikalen Implikationen nie ganz verstand (die erst auf Albert Einsteins Interpretationen im Jahr 1905 warten sollten), wurde ihre Entdeckung als die Geburtsstunde der Quantenphysik und die größte intellektuelle Leistung in Plancks Karriere angesehen. In Anerkennung dieser Leistung erhielt er 1918 den Nobelpreis für Physik.
Planck war einer der wenigen, die die Bedeutung von Einsteins 1905 veröffentlichter spezieller Relativitätstheorie sofort erkannten, und er nutzte seinen Einfluss in der Welt der theoretischen Physik (von 1905 bis 1909 war er Präsident der neu gegründeten Deutschen Physikalischen Gesellschaft), um dafür zu sorgen, dass die Theorie in Deutschland schnell und weitgehend akzeptiert wurde, während er gleichzeitig eigene Beiträge zu ihrer Entwicklung leistete. Nachdem Planck zum Dekan der Berliner Universität ernannt worden war, war es ihm möglich, Einstein nach Berlin zu berufen und 1914 eigens für ihn einen neuen Lehrstuhl einzurichten. Die beiden Wissenschaftler wurden schnell enge Freunde und trafen sich häufig zum gemeinsamen Musizieren.
Plancks Frau Marie starb 1909 vermutlich an Tuberkulose und 1911 heiratete er in zweiter Ehe Marga von Hoesslin, die ihm im selben Jahr einen dritten Sohn, Hermann, gebar. Zum Zeitpunkt der Annexion Deutschlands und des Ersten Weltkriegs 1914 (den Planck zunächst begrüßte, dann aber dagegen protestierte) war er tatsächlich die höchste Autorität der deutschen Physik, als einer der vier ständigen Präsidenten der Preußischen Akademie der Wissenschaften und eine Führungspersönlichkeit der einflussreichen Koordinierungsstelle, der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. In den späten 1920er Jahren hatten Niels Bohr, Werner Heisenberg und Wolfgang Pauli die sogenannte „Kopenhagener Interpretation“ der Quantenmechanik ausgearbeitet, und die Quantentheorie, die Plancks Arbeit ausgelöst hatte, setzte sich immer mehr durch, auch wenn Planck selbst (wie Einstein) mit einigen ihrer philosophischen Implikationen nie ganz glücklich war.
Als die Nazis 1933 an die Macht kamen, war Planck ein 74-jähriger alter Mann und er vermied im Allgemeinen jeden offenen Konflikt mit dem Nazi-Regime, obwohl er nach dem Tod seines Physikerkollegen Fritz Haber im Exil eine etwas provokative offizielle Gedenkveranstaltung organisierte. Es gelang ihm auch, einer Reihe von jüdischen Wissenschaftlern heimlich zu erlauben, mehrere Jahre lang weiter in den Instituten der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zu arbeiten.
Die Bewegung „Deutsche Physik“ griff unter anderem Planck, Arnold Sommerfeld und Werner Heisenberg an, weil sie weiterhin Einsteins Theorien lehrten, und bezeichnete sie als „weiße Juden“. Als seine Amtszeit als Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft 1936 endete, übte die Nazi-Regierung Druck auf ihn aus, damit er sich nicht um eine weitere Amtszeit bemühte. Ende 1938 verliert die Preußische Akademie der Wissenschaften den letzten Rest ihrer Unabhängigkeit und wird von den Nazis übernommen, und Planck protestiert, indem er von seinem Amt als Präsident zurücktritt. Er weigerte sich kategorisch, der Nazi-Partei beizutreten, obwohl er unter erheblichem politischen Druck stand, dies zu tun.
Die alliierten Bombenkampagnen gegen Berlin während des Zweiten Weltkriegs zwangen Planck und seine Frau, die Stadt vorübergehend zu verlassen und auf dem Land zu leben, und sein Haus in Berlin wurde 1944 durch einen Luftangriff vollständig zerstört. Er reiste weiterhin häufig, hielt zahlreiche öffentliche Vorträge, insbesondere über Religion und Wissenschaft (er war sein ganzes Leben lang ein hingebungsvoller und beharrlicher Anhänger des Christentums), und ist im hohen Alter von 85 Jahren noch fit genug, um Dreitausender in den Alpen zu besteigen.
Am Ende des Zweiten Weltkriegs (in dessen Verlauf sein jüngster Sohn Erwin 1944 in das versuchte Attentat auf Hitler verwickelt und gehängt wurde) zog Planck mit seiner zweiten Frau und seinem verbliebenen Sohn nach Göttingen. Dort starb er am 4. Oktober 1947 im Alter von 89 Jahren an den Folgen mehrerer Schlaganfälle.
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