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马克斯·普朗克 | |
|---|---|
| 出生 |
1858年4月23日 德国基尔（现属德国） |
| 逝世 |
1947年10月4日（89岁） 格丁根 |
| 居住地 | 德国 |
| 国籍 | 德国 |
| 母校 |
慕尼黑大学 柏林洪堡大学 |
| 知名于 | 普朗克常数、普朗克黑体辐射定律、旧量子论 |
| 配偶 |
玛丽·梅尔克（Marie Merck，1887年－1909年） 玛格丽特·冯·赫斯林（Margarethe von Hößlin，1911年－1947年） |
| 奖项 |
诺贝尔物理学奖（1918年） 科普利奖章（1929年） 歌德奖（1945年） |
| 科学生涯 | |
| 研究领域 | 物理学家 |
| 机构 |
基尔大学 柏林洪堡大学 格丁根大学 |
| 博士导师 | 菲利普·冯·约利 |
| 著名学生 | 莉泽·迈特纳 |
| 备注 | |
马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克（德语：Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858年4月23日－1947年10月4日），德国物理学家，量子力学的创始人，20世纪最重要的物理学家之一，因发现能量量子而对物理学的发展做出了重要贡献，并在1918年获得诺贝尔物理学奖。
作为一个理论物理学家，普朗克最大的贡献是首先提出了量子论。这个理论彻底改变人类对原子与次原子的认识，正如爱因斯坦的相对论改变人类对时间和空间的认识，这两个理论一起构成了20世纪物理学的基础。
家世背景 马克斯•普朗克出生在一个受到良好教育的传统家庭，他的曾祖父戈特利布•雅各布•普朗克（Gottlieb Jakob Planck，1751年－1833年）和祖父海因里希•路德维希•普朗克（Heinrich Ludwig Planck，1785年－1831年）都是哥廷根的神学教授，他的父亲威廉•约翰•尤利乌斯•普朗克（Wilhelm Johann Julius Planck，1817年－1900年）是基尔和慕尼黑的法学教授，他的叔叔戈特利布•普朗克（Gottlieb Planck，1824年－1907年）也是哥廷根的法学家和德国民法典的重要创立者之一。 马克斯•普朗克是父亲的第二任妻子埃玛•帕齐希（Emma Patzig，1821年—1914年)所生的，他受洗及赐名于卡尔马克思普朗克路德维希，其赐名的名称为马克思，而马克斯也沿用此名直到他过世。而普朗克他还有另外六个兄弟姐妹，其中4个孩子赫尔曼（Hermann）、希尔德加德（Hildegard）、阿达尔贝特（Adalbert）和奥托（Otto）是父亲的第二任妻子所生的，而父亲的第一任妻子留下了2个孩子胡戈（Hugo）和埃玛（Emma）。 童年时期 普朗克在基尔度过了他童年最初的几年时光，直到1867年全家搬去了慕尼黑，普朗克在慕尼黑的马克西米利安文理中学（Maximiliansgymnasium）读书，并在那里他受到─数学家奥斯卡•冯•米勒（Oskar von Miller）（后来成为了德意志博物馆的创始人）的启发，引起青年时期的马克斯发现自己对数理方面有兴趣。米勒也教他天文学和力学和数学，从米勒那普朗克也学到了生平第一个原理——能量守恒。之后普朗克在16岁时就完成了中学的学业，在这个学校学习的这段期间内，也是普朗克第一次接触物理学这个领域。
大学时期
普朗克十分具有音乐天赋，他会钢琴、管风琴和大提琴，还上过演唱课，曾在慕尼黑学生学者歌唱协会（Akademischer Gesangverein Munchen）为多首歌曲和一部轻歌剧（1876年）作曲。但是普朗克并没有选择音乐作为他的大学专业，而是决定学习物理。慕尼黑的物理学教授菲利普•冯•约利（Philipp von Jolly，1809年－1884年）曾劝说普朗克不要学习物理，他认为“这门科学中的一切都已经被研究了，只有一些不重要的空白需要被填补”，这也是当时许多物理学家所坚持的观点，但是普朗克回复道：“我并不期望发现新大陆，只希望理解已经存在的物理学基础，或许能将其加深。”普朗克在1874年在慕尼黑开始了他的物理学学业。普朗克整个科学事业中仅有的几次实验是在约利手下完成的，研究氢气在加热后的铂中的扩散，但是普朗克很快就把研究转向了理论物理学。
1877年至1878年，普朗克转学到柏林，在著名物理学家赫尔曼•冯•亥姆霍兹和古斯塔夫•罗伯特•基尔霍夫以及数学家卡尔•魏尔施特拉斯手下学习。关于亥姆霍兹，普朗克曾这样写道：“他上课前从来不好好准备，讲课时断时续，经常出现计算错误，让学生觉得他上课很无聊。”而关于基尔霍夫，普朗克写道：“他讲课仔细，但是单调乏味。”即便如此，普朗克还是很快与亥姆霍兹建立了真挚的友谊。普朗克主要从鲁道夫•克劳修斯的讲义中自学，并受到这位热力学奠基人的重要影响，热学理论成为了普朗克的工作领域。
1878年10月，普朗克在慕尼黑完成了教师资格考试。
1879年2月递交了他的博士论文《关于热力学第二定律》。
1880年6月以论文《各向同性物质在不同温度下的平衡态》获得大学任教资格。
家庭婚姻
1887年3月，普朗克与一个慕尼黑中学同学的妹妹玛丽•梅尔克（Marie Merck，1861年－1909年）结婚，婚后生活在基尔，共有4个孩子卡尔（Karl，1888年－1916年）、双胞胎埃玛（Emma，1889年－1919年）和格雷特（Grete，1889年－1917年）以及埃尔温（Erwin，1893年－1945年）。在普朗克前往柏林工作后，全家住在柏林的一栋别墅中，与不计其数的柏林大学教授们为邻，普朗克的庄园发展成为了一个社交和音乐中心，许多知名的科学家如阿尔伯特•爱因斯坦、奥托•哈恩和莉泽•迈特纳等都是普朗克家的常客，这种在家中演奏音乐的传统来自于亥姆霍兹家。在度过了多年幸福的生活后，普朗克遇到了接踵而至的不幸。
1909年10月17日普朗克的妻子因结核病去世。
1911年3月普朗克与他的第二任妻子玛格丽特•冯•赫斯林（Margaret von He SiLin，1882年－1948年）结婚，12月普朗克的第三个儿子赫尔曼（Herrmann）降生。
第一次世界大战期间，普朗克的大儿子卡尔死于凡尔登战役，二儿子埃尔温在1914年被法军俘虏，1917年女儿格雷特在产下第一个孩子时去世，她的丈夫娶了普朗克的另一个女儿埃玛，不幸的是埃玛在两年后同样死于生产。普朗克平静地经受了这些打击，格雷特和埃玛的孩子存活了下来，并且继承了她们各自母亲的名字，普朗克也为她们取名格雷特和埃玛。1945年1月23日，普朗克的二儿子埃尔温•普朗克因参与暗杀希特勒未遂而被纳粹杀害，至此，普朗克与其第一任妻子所生的4个孩子全都去世。
普朗克本人是一个不情愿的革命者。其成就的深远影响在经过多年以后才得到普遍公认，爱因斯坦对此起了最为重要的作用。自20世纪20年代以来，普朗克成为德国科学界的中心人物。他的公正、正直和学识，使他在德国受到普遍尊敬，具有决定性的权威。纳粹政权统治下，他反对种族灭绝政策，并坚持留在德国尽力保护各国科学家和德国的物理学家。为此，他承受了巨大的家庭悲剧和痛苦。他凭借坚忍的自制力一直活到89岁。
学术事业
获得大学任教资格后，普朗克在慕尼黑并没有得到专业界的重视，但他继续他在热理论领域的工作，提出了热动力学公式，却没有发觉这一公式在此前已由约西亚•威拉德•吉布斯提出过。鲁道夫•克劳修斯所提出的“熵”的概念在普朗克的工作中处于中心位置。 1885年4月，基尔大学聘请普朗克担任理论物理学教授，年薪约2000马克，普朗克继续他对熵及其应用的研究，主要解决物理化学方面的问题，为阿累尼乌斯的电解质电离理论提供了热力学解释，但却是矛盾的。在基尔这段时间，普朗克已经开始了对原子假说的深入研究。 1897年，哥廷根大学哲学系授奖给普朗克的专著《能量守恒原理》（Das Prinzip der Erhaltung der Energie，1897年）。 1889年4月，亥姆霍兹通知普朗克前往柏林，接手基尔霍夫的工作，1892年接手教职，年薪约6200马克。 1894年，普朗克被选为普鲁士科学院（Preußische Akademie der Wissenschaften）的院士。
1907年维也纳曾邀请普朗克前去接替路德维希•玻耳兹曼的教职，但他没有接受，而是留在了柏林，受到了柏林大学学生会的火炬游行队伍的感谢。
1926年10月1日普朗克退休，他的继任者是薛定谔。
量子力学
普朗克拒绝接受由玻尔、维尔纳·海森堡和泡利在20世纪20年代末提出的量子力学的哥本哈根诠释，同样反对哥本哈根诠释的还有薛定谔和马克斯·冯·劳厄，爱因斯坦此时也成为了保守派。普朗克认为海森堡的矩阵力学“令人厌恶”（德语原文：abscheulich），而将薛定谔方程作为救世主。普朗克觉得波动力学将会使得他自己的量子理论很快成为多余，然而科学的真理没有顾及他的想法而继续被揭示，正像普朗克年轻时与老一辈科学家争论时所写的那样：
“要接受一个新的科学真理，并不用说服它的反对者，而是等到反对者们都相继死去，新的一代从一开始便清楚地明白这一真理。（德语原文：Eine neue wissenschaftliche Wahrheit pflegt sich nicht in der Weise durchzusetzen, dass ihre Gegner überzeugt werden und sich als belehrt erklären, sondern dadurch, dass die Gegner allmählich aussterben und dass die heranwachsende Generation von vornherein mit der Wahrheit vertraut gemacht ist.）”