Opera lui Max Planck a pus bazele teoriei cuantice la începutul secolului XX şi prin urmare a schimbat pentru totdeauna structura fundamentală a fizicii. Atât de extraordinară este această principală realizare a sa, încît uneori e situat alături de Isaac Newton şi de Albert Einstein.

Acesta din urmă scria că opera lui Planck „a dat unul dintre cele mai puternice impulsuri progresului în ştiinţă". El este într-adevăr o personalitate de frunte în istoria fizicii, care s-a bucurat de o simpatie neobişnuită în rândul oamenilor de ştiinţă: în pofida ortodoxismului său, Planck a fost dispus să caute o soluţie radicală la o problemă aparent insignifiantă, dar de o importanţă teoretică crucială.

„Conservator convins", scria fizicianul şi istoricul Emilio Segre, „el a fost constrâns de soliditatea dovezilor experimentale şi de rigoarea logică să iniţieze una dintre cele mai mari revoluţii din filozofia naturală."

Max Karl Ernst Ludwig Planck s-a născut la 23 aprilie 1858. Locul său de naştere a fost Kiel, un port la Marea Baltică. Kiel aparţinea Danemarcei, dar în 1866 a intrat sub jurisdicţia Prusiei. De origine germană, tatăl lui Planck a fost Johann Julius Wilhelm von Planck, un bine cunoscut profesor de drept constituţional care a contribuit la scrierea Codului civil prusac; mama lui s-a numit Emma Patzig.

Ca elev la Maximilians-Gymnasium din Munchen, Planck a fost un elev excelent la învăţătură, dar nu ieşit din comun. A manifestat interes pentru fizică, a intrat în 1874 la Universitatea din Munchen şi şi-a luat doctoratul în 1879. Teza sa de doctorat având ca subiect a doua lege a termodinamicii, constituie un indiciu al fascinaţiei exercitate asupra lui de problemele fundamentale.

Perspectiva unei lumi exterioare „absolute" îl provoca şi, în acest sens, el scria: „căutarea unor legi aplicabile acestui absolut mi s-a părut a fi cea mai frumoasă întreprindere ştiinţifică a vieţii mele". După o perioadă în care a predat la universităţile din Munchen şi Kiel, Planck a devenit profesor la Universitatea din Berlin în 1889. Aici şi-a înfăptuit cea mai mare parte a operei şi tot aici a rămas până în anul 1928.

Descoperirea cuantelor are legătură cu problema „radiaţiei corpului negru", care i-a intrigat pe fizicieni la sfârşitul secolului al XIX-lea şi i-a stârnit interesul lui Planck tocmai datorită semnificaţiei sale fundamentale. În 1859 Gustav Kirchhoff descoperise că numai temperatura şi lungimea de undă determinau calitatea căldurii radiate de orice obiect şi nu natura obiectului în cauză.

Prin urmare, aici acţiona o funcţie universală. Examinând modul cum ar emite radiaţia un „corp negru", fizicienii au ajuns la un rezultat tulburător. Conform legilor clasice, radiaţia provenită de la un corp care o absoarbe în totalitate trebuie să emită căldură şi lumină în cantităţi infinite, cu intensitate maximă la lungimile de undă cele mai mici, corespunzătoare radiaţiei ultraviolete. Dar experienţele au demonstrat că lucrurile nu stau aşa.

Lumina emisă de o cavitate încălzită - de exemplu, un cuptor - dă o gamă spectrală de culori, de la galben strălucitor, trecând prin roşu şi albastru-albicios, până la „căldura albă", cea mai fierbinte. Fizica clasică nu putea prezice acest spectru.

Denumită uneori „catastrofa ultraviolet" din cauza marii discrepanţe dintre teorie şi experiment la lungimile de undă cele mai mici, problema radiaţiei corpului negru s-a dovedit foarte importantă pentru fizica secolului al XIX-lea. Ea constituia o provocare pentru prima lege a termodinamicii, care descrie căldura ca o formă de energie şi afirmă că, asemenea energiei mecanice, energia termică se conservă, nu este creată şi nici distrusă.

După mai multe încercări nereuşite în 1897, Planck a reuşit să găsească o formulă care să prezică radiaţia corpului negru. În esenţă, el a renunţat la ideea clasică fundamentală conform căreia lumina şi căldura ar fi emise într-un flux continuu. Mai degrabă, energia este radiată în unităţi discrete sau în pachete. Planck a descoperit o nouă constantă universală care putea fi folosită pentru calcularea spectrului observat.

Cu toate că aparatul matematic al lui Planck se baza pe teoria fizică, „constanta lui Planck", cum a devenit cunoscut acest număr, a fost rezultatul unor eforturi intense şi al unei „intuiţii norocoase". Planck a denumit numărul foarte mic h -reprezentând o cantitate de energie minusculă multiplicată de o cantitate infinitezimală de timp - „cuanta elementară de acţiune".

Ea permitea scrierea unor ecuaţii teoretice care concordau cu domeniul observabil al fenomenelor spectrale. Practic, vibraţiile adunate într-o cavitate încălzită radiază energie de anumite valori definite, pentru care cuanta este cea mai mică unitate. Nu există cuante fracţionare - de exemplu, nu există h/2.

Planck şi a publicat primul articol despre cuante în decembrie 1900, inaugurînd astfel fizica cuantică.
Importanţa constantei lui Planck s-a dovedit fundamentală atunci când a fost generalizată sub forma legii radiaţiei corpului negru. Deşi contrazicea fizica clasică şi îi nedumerea pe fizicieni, aceştia au acceptat-o datorită concordanţei cu rezultatele experimentale.

Apoi, în 1905, Einstein a folosit cuantele ca un instrument teoretic pentru explicarea efectului fotoelectric, arătând cum lumina se poate comporta uneori ca un fascicul de particule. Şi după câţiva ani, în 1913, Niels Bohr a valorificat implicaţiile mai largi ale abordării lui Planck pentru a-şi elabora modelul atomic.

În loc să aplice principiile clasice care concepeau atomul ca pe un fel de sistem solar miniatural, modelul lui Bohr era un sistem în care electronii se mişcau numai pe orbite de anumite valori, cuantificate cu ajutorul constantei lui Planck.

În 1919 Planck a primit Premiul Nobel pentru fizică şi din acel moment a devenit o personalitate marcantă. Trebuie amintit faptul că nu s-a împăcat niciodată cu implicaţiile teoriei cuantice - mai ales cu principiul incertitudinii şi cu limitările impuse cauzalităţii introduse în anii '20 ai secolului XX. Aceste evoluţii, care determinau schimbări fundamentale în modul de gândire al fizicienilor cu privire la chestiuni fundamentale, erau greu de acceptat atât pentru el, cât şi pentru mulţi alţii, printre care s-a numărat şi Einstein.

Planck a fost, după cum l-a numit Abraham Pais, „o figură de tranziţie par excellence". În 1928 el a părăsit Universitatea din Berlin. Doi ani mai târziu a devenit preşedinte al Societăţii Kaiser Wilhelm. Deşi societatea a primit ulterior numele său, el a fost exclus cu forţa pe vremea lui Hitler, când şi-a asumat riscul de a-i critica pe nazişti. În anii '30 a publicat mai multe lucrări, printre care „Introducere în fizica teoretică”, în cinci volume, şi „Filozofia fizicii”.

Planck s-a remarcat prin calităţile sale de muzician, în câteva rânduri fiind acompaniat la vioară de Einstein. Viaţa sa nu a fost lipsită de tragedii. Cu prima sa soţie, Marga von Hoesslin, Planck a avut patru copii. Două fiice i-au murit la scurt timp după ce s-au căsătorit, din cauza unor complicaţii la naştere, iar unul dintre fii şi-a pierdut viaţa în primul război mondial.

Celălalt fiu a ajuns la vârsta adultă, dar a fost executat ca urmare a implicării sale într-un complot nereuşit împotriva lui Hitler. La sfârşitul celui de-al doilea război mondial, locuinţa lui Planck şi, practic, toate documentele sale aveau să fie distruse de bombardamentele Aliaţilor.

A fost un om evlavios, crezând până la sfârşitul vieţii într-un Atotputernic binefăcător. A doua soţie, cu care s-a căsătorit în 1911, era nepoata primei sale soţii. A murit la 4 octombrie 1947, cu puţin timp înainte de a împlini nouăzeci de ani.

RECENT

Aspecte epidemilogice ale izbucnirilor cu boli diareice acute în Republica Moldova (Nadejda Gafin, Aliona Nastas, Ion Bîrcă, Adrian Cotelea, Vasile Sofronie)
02.01.2020

În articol sunt prezentate unele aspecte epidemiologice ale izbucnirilor cu boli diareice acute (BDA) în Republica Moldova în anii 2014-2 [ ... ]

Impactul asupra sănătății și cel socioeconomic al morbidității prin varicelă în Republica Moldova (Silvia Negară, Vasile Sofronie)
02.01.2020

A fost studiată și analizată epidemilogic morbiditatea prin varicelă în Republica Moldova în perioada 1985-2017. Studiul dat este unul [ ... ]

2018 Sănătatea - Publicaţie de sănătate şi divertisment