Kokį mokslą tyrinėjo mokslininkas Plancke? Atradimas M
Planckas, kas yra jo kūrėjas ir koks jis tapo svarbus plėtrai šiuolaikinis mokslas. Taip pat parodoma kvantavimo idėjos svarba visam mikropasauliui.
Išmanusis telefonas ir kvantinė fizika
Šiuolaikinis mus supantis pasaulis technologijomis labai skiriasi nuo visko, kas buvo pažįstama prieš šimtą metų. Visa tai tapo įmanoma tik todėl, kad dvidešimtojo amžiaus aušroje mokslininkai įveikė barjerą ir galiausiai suprato: mažiausio masto materija nėra ištisinė. Ir šią erą atvėrė puikus žmogus – Maksas Plankas.
Plancko biografija
Jo vardu pavadinta viena iš fizinių konstantų, kvantinė lygtis, Vokietijos mokslo bendruomenė, asteroidas ir kosminis teleskopas. Jo atvaizdas buvo įspaustas ant monetų ir atspausdintas ant pašto ženklų bei banknotų. Koks buvo Maxas Planckas? Jis gimė XIX amžiaus viduryje skurdžioje vokiečių bajorų šeimoje. Tarp jo protėvių buvo daug gerų teisininkų ir bažnyčios tarnų. M. Planckas gavo gerą išsilavinimą, tačiau kolegos fizikai jį juokaudami pavadino „savamoksliu“. Pagrindines žinias mokslininkas gavo iš knygų.
Plancko hipotezė gimė remiantis prielaida, kurią jis išvedė teoriškai. Savo mokslinę karjerą jis laikėsi principo „mokslas yra pirmoje vietoje“. Pirmojo pasaulinio karo metais Planckas stengėsi palaikyti ryšius su užsienio kolegomis iš priešiškų Vokietijos šalių. Atvykus naciams jis užėmė didelės mokslo bendruomenės direktoriaus pareigas – mokslininkas siekė apsaugoti savo darbuotojus ir padėjo nuo režimo pabėgusiems žmonėms išvykti į užsienį. Taigi Plancko hipotezė nebuvo vienintelis dalykas, už kurį jis buvo gerbiamas. Tačiau jis niekada atvirai nepasisakė prieš Hitlerį, matyt, suprasdamas, kad ne tik sau pakenks, bet ir negalės padėti tiems, kuriems to reikia. Deja, daugelis fizikų nesutiko su šia M. Plancko pozicija ir nustojo su juo susirašinėti. Jis turėjo penkis vaikus, ir tik jauniausias išgyveno savo tėvą. Vyriausiąjį sūnų pasiėmė Pirmasis, vidurinį – Antrasis pasaulinis karas. Abi dukros gimdymo neišgyveno. Tuo pačiu metu amžininkai pažymėjo, kad tik namuose Planckas buvo pats.
Kvantų šaltiniai
Nuo mokyklos laikų mokslininkas tuo domisi: bet koks procesas vyksta tik didėjant chaosui ir prarandant energiją ar masę. Jis pirmasis suformulavo būtent taip – entropijos požiūriu, kuri termodinaminėje sistemoje gali tik didėti. Vėliau būtent šis darbas paskatino suformuluoti garsiąją Plancko hipotezę. Jis taip pat buvo vienas iš tų, kurie įvedė matematikos ir fizikos atskyrimo tradiciją, praktiškai sukūrė pastarosios teorinį skyrių. Iki jo visi gamtos mokslai buvo sumaišyti, o eksperimentus asmenys atlikdavo laboratorijose, kurios beveik nesiskyrė nuo alcheminių.
Kvantinė hipotezė
Tyrinėdamas elektromagnetinių bangų entropiją osciliatorių požiūriu ir remdamasis eksperimentiniais duomenimis, gautais prieš dvi dienas, 1900 m. spalio 19 d., Planckas kitiems mokslininkams pristatė formulę, kuri vėliau bus pavadinta jo vardu. Tai buvo susiję su spinduliuotės energija, bangos ilgiu ir temperatūra (ribojamu atveju Visą kitą naktį jo kolegos, vadovaujami Rubenso, atliko eksperimentus, kad patvirtintų šią teoriją. Ir tai pasirodė teisinga! Tačiau norint teoriškai pagrįsti iš šios formulės kylančią hipotezę ir tuo pačiu išvengti matematinių sudėtingumo, tokių kaip begalybės, Planckas turėjo pripažinti, kad energija išspinduliuojama ne nuolatine srove, kaip manyta anksčiau, o atskiromis dalimis (E = hν). visos egzistuojančios idėjos apie kietą kūną Plancko kvantinė hipotezė padarė revoliuciją fizikoje.
Kvantavimo pasekmės
Iš pradžių mokslininkas nesuvokė savo atradimo svarbos. Kurį laiką jo išvesta formulė buvo naudojama tik kaip patogus būdas sumažinti skaičiavimo matematinių operacijų skaičių. Tuo pačiu metu Planckas ir kiti mokslininkai naudojo ištisines Maksvelo lygtis. Vienintelis dalykas, kuris mane glumino, buvo pastovi h, kuriai negalėjo suteikti fizinės reikšmės. Vėliau tik Albertas Einšteinas ir Paulas Ehrenfestas, supratę naujus radioaktyvumo reiškinius ir bandydami rasti matematinį optinių spektrų pagrindą, suprato Plancko hipotezės svarbą. Jie sako, kad pranešimas, kuriame pirmą kartą buvo išgirsta formulė, atvėrė erą nauja fizika. Einšteinas tikriausiai pirmasis atpažino jos pradžią. Taigi tai irgi jo nuopelnas.
Kas yra kvantuota
Visos valstybės, kurios gali imtis bet kokių elementariosios dalelės, yra diskretiški. Įstrigęs elektronas gali būti tik tam tikruose lygiuose. Atomo sužadinimas, kaip ir priešingas procesas – emisija, taip pat vyksta šuoliais. Bet kokia elektromagnetinė sąveika yra atitinkamos energijos kvantų mainai. Žmonija panaudojo atomo energiją tik diskretiškumo supratimo dėka modernus pasaulis, taigi ir kiekvienas iš žmonių.
Šiandien Maxo Plancko vardas dažniausiai iškyla ryšium su prestižiniais mokslo institutai, pavadintas jo vardu – Maxo Plancko draugijai priklauso 83 padaliniai Vokietijoje ir visame pasaulyje. Bet kas buvo tikrasis Maksas Plankas ir kodėl jam skirta tiek daug tyrimų centrų? Remdamiesi pavyzdžiu, paaiškiname 17 faktų apie šaunų mokslininką.
Šiuolaikinė fizika naudoja dvi teorijas visatai paaiškinti: Einšteino reliatyvumo teoriją ir kvantinę teoriją, kurią išrado Planckas. 1890-ųjų pabaigoje jis pradėjo dirbti su šilumine spinduliuote ir rado juodojo kūno spinduliuotės formulę, kuri galiausiai tapo Plancko dėsniu. Norėdamas paaiškinti, kaip veikia formulė, jis pasiūlė idėją, kad energija buvo išspinduliuojama gabalėliais, kuriuos jis pavadino „kvantais“, ir tai atvedė į kvantinę fiziką.
Pats Planckas nustebo savo atradimo radikalumu ir rašė: „Mano bergždžias bandymas kažkaip įvesti veiksmo kvantą į klasikinę teoriją tęsėsi keletą metų ir man kainavo daug darbo.
Iki savo mirties Planckas tapo legenda mokslo bendruomenėje. 1947 m. spalį žurnalas „The New York Times“ jį apibūdino kaip XX amžiaus intelektualų milžiną ir vieną iškiliausių visų laikų intelektų, prilygindamas Archimedui, Galilėjus, Niutonui ir Einšteinui.
2. Einšteino teoriją pavertė teorija
Planckas padėjo išpopuliarinti terminą „teorija“, apibūdinantį Einšteino darbą apie reliatyvumą. 1906 m., remdamasis Einšteino pasiūlytu modeliu, jis pavadino savo darbą „Relativtheorie“, kuris vokiškai tapo „Relativitätstheorie“ arba reliatyvumo teorija. Pats Einšteinas tai vadino reliatyvumo principu, tačiau įstrigo Plancko terminologija.
3. Nobelio premijos laureatas
Per savo gyvenimą Planckas buvo labai gerbiamas akademikas. Kaip aiškina Barbara Lovett Kline, Vokietijoje šiuo laikotarpiu daugiau pagarbos už profesorius sulaukė tik princai ir baronai, o Planckas nebuvo išimtis. Gavęs daugybę apdovanojimų, Planckas buvo apdovanotas Nobelio premija fizikoje, sulaukęs 60 metų. Jis gavo daugiau Nobelio nominacijų nei bet kuris kitas kandidatas tuo metu. 1918 m. jis pagaliau gavo premiją „už epochinius tyrimus kvantinės teorijos srityje“.
4. Vienas pirmųjų Einšteino bendraminčių
Planckas vienas pirmųjų įvertino Einšteino darbo reliatyvumo srityje svarbą ir jį palaikė. D.L. Heilbronas savo knygoje „Sąžiningo žmogaus dilemos: Maxas Planckas kaip Vokietijos mokslo atstovas“ rašo, kad Einšteiną galima laikyti antruoju didžiuoju Plancko atradimu, o jo parama, pasak paties Einšteino, suvaidino. svarbus vaidmuo sparčiai priimant naujas idėjas tarp fizikų. Tuo metu Einšteinas neturėjo nei daktaro laipsnio, nei universiteto darbo, todėl tokio gerbiamo mokslininko kaip Maxo Plancko parama padėjo jam patekti į mokslo pagrindą. Nors Planckas skeptiškai žiūrėjo į kai kurias savo jaunesniojo kolegos idėjas, pavyzdžiui, 1915 metais atliktus „šviesos kvantų“ ar fotonų tyrimus, abu mokslininkai visą gyvenimą išliko artimi draugai. Pasak jo nekrologo „The New York Times“, kai Berlyno fizikos draugija įteikė Planckui specialų medalį, jis padovanojo dublikatą savo draugui Albertui Einšteinui.
5. Talentingas muzikantas
Planckas buvo gabus pianistas ir beveik skyrė savo karjerą muzikai, o ne fizikai. Savo namuose jis rengė muzikos salonus, kviesdamas kitus fizikus ir akademikus, taip pat profesionalius muzikantus. Dalyvavo ir Albertas Einšteinas, kartais atsinešęs savo smuiką groti kvartetuose ar trio su Plancku. Anot Heilbrono, „Plancko tono pojūtis buvo toks tobulas, kad jis sunkiai galėjo mėgautis koncertu“, baimindamasis, kad kažkas nederėjo.
6. Profesorius jam nepatarė mokytis fizikos
Netrukus po to, kai 1874 m. 16-metis Planckas įstojo į Miuncheno universitetą, fizikos profesorius Philippas von Jully bandė atkalbėti jauną studentą nuo perėjimo prie teorinės fizikos. Jully tvirtino, kad mokslininkai iš esmės išsiaiškino viską, ką reikia žinoti: „Srityje, kurioje beveik viskas jau atrasta, belieka užpildyti keletą spragų“. Laimei, siekiantis mokslininkas nepaisė jo patarimų.
7. Paskaitos buvo tik stovimos
Nors Planckas prieš klasę elgėsi gana sausai ir santūriai, mokiniai jį dievino. Anglų chemikas Jamesas Partingtonas pavadino jį „geriausiu dėstytoju, kokį esu girdėjęs“, apibūdindamas jo paskaitas kaip populiarius pasirodymus. Klasė visada buvo sausakimša žmonių, daugelis stovėjo: „Kadangi paskaitų salė buvo gerai šildoma ir gana maža, dalis klausytojų retkarčiais krisdavo ant grindų, bet tai visiškai netrukdė paskaitai“.
8. Aiškus grafikas
Savo monografijoje Heilbornas apibūdina Plancką kaip žmogų, valdantį savo laiką. Kasdien lygiai 8 valandą ryto sėsdavo pusryčiauti, paskui intensyviai dirbdavo iki pietų, o vakarais ir per pietus ilsėdavosi ir vaišindavo draugus. Jo kasdienybė semestro metu buvo griežta: paskaitų skaitymas ir darbų rašymas ryte, pietūs, poilsis, grojimas pianinu, vaikščiojimas, susirašinėjimas ir labai negailestingas poilsis - alpinizmas be pertraukų ir Alpių stiliaus apartamentai be užuominos. komfortą ar privatumą.
„Prieš paraišką turi būti žinios“
9. Aistringas alpinistas
Planckas sportavo visą gyvenimą, mėgavosi žygiais ir alpinizmu net senatvėje. Sulaukęs 80 metų, jis ir toliau reguliariai kopė į maždaug 3000 metrų aukščio kalnų viršūnes.
10. Profesionalus žymų grotuvas
Anot garsios branduolinės fizikės Lise Meitner 1958 m., Planckas mėgo linksmą kompaniją, o jo namai buvo nuoširdumo vieta: „Vasaros laikotarpiu atėjus kvietimams, sode vyko aktyvūs žaidimai, kuriuose Planckas dalyvavo su vaikišku džiaugsmu. ir įgūdžių. Jo išvengti buvo beveik neįmanoma. Ir kaip jis džiaugėsi ką nors pagavęs!“
11. Antrojo pasaulinio karo metu jį tyrė gestapas
Dėl atviro pagalbos teikimo tokiems žydų fizikams kaip Einšteinas Planckas buvo paskelbtas nacionalistine arijų frakcija. mokslininkų dalyvisŽydų sąmokslo teorijos, neleidžiančios vokiečių mokslininkams susitikti fizikos katedroje iš Einšteino rato. Oficialiajame SS laikraštyje „Das Schwarze Korp“ jis buvo vadinamas „bakterijų nešiotoju“ ir „baltuoju žydu“, o jo protėviai buvo kruopščiai ištyrę gestapo.
12. Jis asmeniškai prašė Hitlerio neatleisti žydų mokslininkų
Nors Planckas ne visada palaikė savo kolegas žydus prieš nacius – spaudžiamas Trečiojo Reicho, jis „nubaudė“ Einšteiną už tai, kad Hitleris atėjus į valdžią negrįžo į Vokietiją ir atleido Kaizerio Vilhelmo draugijos (vėliau Maxo draugijos) narius žydus. Planckas) - jis vis dėlto priešinosi nacių politikai. Planckas kovojo prieš nacių partijos narių įtraukimą į Prūsijos akademiją ir, būdamas Kaizerio Vilhelmo draugijos prezidentu, susitiko su Hitleriu ir ragino fiurerį leisti kolegoms žydams tęsti darbą.
Nepavyko. Iki 1935 m. kas penktas vokiečių mokslininkas buvo pašalintas iš pareigų (tiesą sakant, kas ketvirtas fizikos srityje), o padėti žydų mokslininkams tapo labai pavojinga. Nepaisant to, 1935 m. Planckas sušaukė iškilmingą Kaizerio Vilhelmo draugijos susirinkimą, skirtą pagerbti velionį žydų chemiką Fritzą Haberį, nepaisant aiškaus vyriausybės draudimo dalyvauti renginyje. Dėl jo ryškios žydų kolegų, tokių kaip Haberis ir Einšteinas, parama ir jo atsisakymas prisijungti prie nacių partijos privertė jį pasitraukti iš Prūsijos mokslų akademijos prezidento pareigų ir neleido gauti daugelio profesinių apdovanojimų.
13. Sudėtingi santykiai su naciais
Jis buvo vienas iš daugelio apolitiškų Vokietijos akademinės bendruomenės valstybės tarnautojų, kurie to tikėjosi blogiausios pasekmės Antisemitinis nacionalizmas ilgainiui praeis ir tuo pačiu metu siekė išlaikyti Vokietijos svarbą pasaulinėje mokslo arenoje. Kai Hitleris pradėjo reikalauti, kad kalbos būtų pradėtos žodžiais „Heil, Hitler“, Planckas nenoriai sutiko. Fizikas Paulas Ewaldas prisiminė kalbą per Kaizerio Vilhelmo metalų instituto atidarymą praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje: „Visi spoksojo į Planką ir laukė, ką jis veiks per atidarymą, nes tuo metu buvo oficialiai nurodyta atidaryti tokius adresus. su „Heil, Hitler“. Plankas stovėjo ant pakylos ir pusiau pakėlė ranką ir nuleido. Jis tai padarė antrą kartą. Galiausiai jis pakėlė ranką ir pasakė: „Heil Hitler“... tai buvo vienintelis dalykas, kurį Planckas galėjo padaryti nesukeldamas pavojaus visai visuomenei.“ Pasak mokslo žurnalisto Philipo Ballo, Planckui Hitlerio ir nacistinės Vokietijos iškilimas buvo „a katastrofa, kuri jį užgriuvo ir galiausiai sunaikino“.
14. Jo sūnus buvo susijęs su pasikėsinimu į Hitlerį
Prieš naciams atėjus į valdžią, Erwinas Planckas buvo aukšto rango pareigūnas, ir nors jis nebedalyvavo politinis gyvenimas, jis slapta padėjo parengti ponacistinės vyriausybės konstituciją. 1944 m. jis buvo suimtas ir apkaltintas dalyvavimu Klauso Štaufenbergo pasikėsinime nužudyti Adolfą Hitlerį, kurio metu nacių lyderis buvo sužeistas per portfelio sprogimą. Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad Ervinas jokiu būdu nebuvo tiesiogiai susijęs su sprogdinimais, tačiau jis užverbavo sąmokslininkams šalininkus ir buvo nuteistas mirties bausme už išdavystę. Bandydamas išgelbėti savo mylimą sūnų, 87 metų Maxas Planckas parašė laiškus, prašydamas malonės ir Hitleriui, ir SS vadovui Heinrichui Himmeriui. Erwinui buvo įvykdyta mirties bausmė 1945 m.
15. „Dirbk toliau“
Po Pirmojo pasaulinio karo Planckas skatino savo kolegas nekreipti dėmesio į politinės padėties nestabilumą ir sutelkti dėmesį į savo mokslo pasiekimų svarbą: „Dirbk toliau sunkiai“, – toks buvo jo šūkis.
16. Jis pavadino fiziką „didžiausiu moksliniu gyvenimo užsiėmimu“.
Savo autobiografijoje Planckas paaiškina, kodėl jis atsidavė fizikai: Išorinis pasaulis nepriklauso nuo žmogaus, tai yra kažkas absoliutaus, o troškimas dėsnių, valdančių šį absoliutą, man atrodo didingiausias mokslinis gyvenimo siekis“.
17. Jo vardu pavadinta daug dalykų
Kai kurie Plancko atradimai galiausiai buvo pavadinti jo vardu, įskaitant Planko dėsnį, Planko konstantą (h = 6,62607004 × 10^-34 J-s) ir Planko vienetus. Yra Plancko era (pirmasis etapas didysis sprogimas), Planko dalelės (mažos juodosios skylės), mėnulio krateris Lenta ir erdvėlaivis Europos kosmoso agentūros „Plankas“. Jau nekalbant apie Maxo Plancko draugiją ir jos 83 institutus. Ir, žinoma, jis to nusipelnė.
Kvantinė teorija gimė 1901 m Maksas Plankas pasiūlė teorinę išvadą apie kūno temperatūros ir to kūno skleidžiamos spinduliuotės santykį – šios išvados kiti mokslininkai ilgai nepastebėjo. Kaip ir jo pirmtakai, Planckas pasiūlė, kad spinduliuotę skleidžia atominiai osciliatoriai, tačiau jis manė, kad generatorių energija (taigi ir jų skleidžiama spinduliuotė) egzistuoja mažų atskirų dalių, kurias Einšteinas pavadino kvantais, pavidalu. Kiekvieno kvanto energija yra proporcinga spinduliavimo dažniui. Nors Plancko išvesta formulė sukėlė visuotinį susižavėjimą, jo padarytos prielaidos kurį laiką liko neaiškios, nes prieštaravo klasikinei fizikai. 1905 metais Albertas Einšteinas panaudojo kvantinę teoriją, kad paaiškintų kai kuriuos fotoelektrinio efekto aspektus – elektronų emisiją metalo paviršiumi, ant kurio patenka ultravioletinė spinduliuotė. Pakeliui Einšteinas pastebėjo akivaizdų paradoksą: šviesa, kuri ilgą laiką buvo žinoma, kad sklinda kaip ištisinės bangos, absorbuojama ir spinduliuojama pasižymi atskiromis savybėmis.
Maždaug po aštuonerių metų Nielsas Boras išplėtė kvantinę teoriją iki atomo ir paaiškino liepsnos ar elektros išlydžio sužadintų atomų skleidžiamų bangų dažnius. Ernestas Rutherfordas parodė, kad atomo masė beveik visa sutelkta centriniame branduolyje, kuris turi teigiamą elektros krūvis ir gana dideliais atstumais apsuptas elektronų, turinčių neigiamą krūvį, dėl to visas atomas yra elektriškai neutralus.
Bohras teigė, kad elektronai gali būti tik tam tikrose diskrečiose orbitose, atitinkančiose skirtingus energijos lygius, ir kad elektrono „šuolis“ iš vienos orbitos į kitą su mažesne energija yra lydimas fotono, kurio energija yra lygus dviejų orbitų energijų skirtumui. Dažnis, pagal Planko teoriją, yra proporcingas fotono energijai. Taigi Bohro atomo modelis nustatė ryšį tarp įvairių spektro linijų, būdingų spinduliuotę skleidžiančiai medžiagai, ir atominės struktūros. Nepaisant pradinės sėkmės, Bohro atomo modelis netrukus reikalavo modifikacijų, kad būtų pašalinti teorijos ir eksperimento neatitikimai. Be to, kvantinė teorija tuo metu dar nepateikė sistemingos procedūros daugeliui kvantinių problemų išspręsti. Tačiau paaiškėjo, kad klasikinė fizika negali paaiškinti fakto, kad pagreitėjęs elektronas nekrenta ant branduolio, netenka energijos skleisdamas elektromagnetines bangas.
Naujas esminis kvantinės teorijos bruožas atsirado 1924 m., kai Louis de Troškinti iškėlė radikalią hipotezę apie materijos banginę prigimtį: jei elektromagnetinės bangos, tokios kaip šviesa, kartais elgiasi kaip dalelės (kaip parodė Einšteinas), tai dalelės, pavyzdžiui, elektronas, tam tikromis aplinkybėmis gali elgtis kaip bangos. Taigi mikrokosmose riba tarp klasikinių dalelių ir klasikinių bangų buvo ištrinta. De Broglie formuluotėje dalelę atitinkantis dažnis yra susijęs su jos energija, kaip ir fotono (šviesos dalelės) atveju, tačiau de Broglie pasiūlyta matematinė išraiška buvo lygiavertis bangos ilgio, dalelės masės ryšys. , ir jo greitis (impulsas). Elektroninių bangų egzistavimas buvo eksperimentiškai įrodytas 1927 m. Clinton J. Davisson Ir Lesteris H. Germeris Jungtinėse Amerikos Valstijose ir George'as Pagetas Thomsonas Anglijoje.
Šis atradimas savo ruožtu paskatino sukurti 1933 m. Ernstas Ruska elektroninis mikroskopas.
Sužavėtas Einšteino komentarų apie de Broglie idėjas Ervinas Šriodingeris bandė pritaikyti elektronų bangų aprašymą kuriant nuoseklią kvantinę teoriją, nesusijusią su Bohro netinkamu atomo modeliu. IN tam tikra prasme jis ketino priartinti kvantinę teoriją klasikinė fizika, kuriame yra sukaupta daug matematinių bangų aprašymų pavyzdžių. Pirmasis jo bandymas 1925 m. baigėsi nesėkmingai. Elektronų greitis Schrödingerio teorijoje buvo artimas šviesos greičiui, todėl reikėjo įtraukti specialiąją Einšteino reliatyvumo teoriją ir jos prognozuojamą reikšmingą elektronų masės padidėjimą esant labai dideliam greičiui.
Viena iš Schrödingerio nesėkmės priežasčių buvo ta, kad jis neatsižvelgė į specifinę elektrono savybę, dabar žinomą kaip sukinys (elektrono sukimasis aplink savo ašį kaip viršūnė, tačiau toks palyginimas nėra visiškai teisinga), apie kurią tuo metu buvo mažai žinoma. Kitą kartą Schrödingeris padarė 1926 m. Šį kartą elektronų greičiai buvo pasirinkti tokie maži, kad nereikėjo reliatyvumo teorijos. Antrasis bandymas leido išvesti Schrödingerio bangų lygtį, kuri matematinį materijos aprašymą pagal bangos funkciją. Schrödingeris savo teoriją pavadino bangų mechanika. Bangų lygties sprendimai atitiko eksperimentinius stebėjimus ir turėjo didelę įtaką tolesniam kvantinės teorijos vystymuisi. Šiuo metu bangų funkcija yra kvantinio mechaninio mikrosistemų aprašymo pagrindas, panašiai kaip Hamiltono lygtys klasikinėje mechanikoje.
Neilgai trukus Verneris Heisenbergas , Maksas gimė Ir Pascual Jordanas paskelbė kitą kvantinės teorijos versiją, vadinamą matricos mechanika, kurioje kvantiniai reiškiniai buvo aprašyti naudojant stebimų dydžių lenteles. Šios lentelės vaizduoja tam tikru būdu surikiuotas matematines aibes, vadinamas matricomis, kuriose pagal žinomas taisykles galima atlikti įvairias matematines operacijas. Matricos mechanika taip pat leido suderinti su stebimais eksperimentiniais duomenimis, tačiau skirtingai nei bangų mechanika, joje nebuvo jokios konkrečios nuorodos į erdvines koordinates ar laiką. Heisenbergas ypač primygtinai reikalavo atsisakyti bet kokių paprastų vaizdinių vaizdų ar modelių ir naudoti tik tas savybes, kurias galima nustatyti eksperimentuojant, nes, jo nuomone, mikropasaulio struktūra iš esmės skiriasi nuo makropasaulio, atsižvelgiant į ypatingą Plancko konstantos vaidmenį. , kuris yra nereikšmingas pasaulyje dideliais kiekiais.
Schrödingeris parodė, kad bangų mechanika ir matricos mechanika yra matematiškai lygiavertės. Dabar bendrai vadinamos kvantine mechanika, šios dvi teorijos suteikė ilgai lauktą bendras pagrindas kvantinių reiškinių aprašymai. Daugelis fizikų pirmenybę teikė bangų mechanikai, nes jos matematinis aparatas buvo jiems labiau pažįstamas, o jos sąvokos atrodė labiau „fizinės“; operacijos su matricomis yra sudėtingesnės.
Netrukus po to, kai Heisenbergas ir Schrödingeris sukūrė kvantinę mechaniką, Paulius Dirakas pasiūlė daugiau bendroji teorija, kuris sujungė specialiosios Einšteino reliatyvumo teorijos elementus su bangų lygtimi. Dirako lygtis taikoma dalelėms, judančioms savavališku greičiu. Elektrono sukimosi ir magnetinės savybės išplaukė iš Dirako teorijos be jokių papildomų prielaidų. Be to, Dirako teorija numatė antidalelių, tokių kaip pozitronas ir antiprotonas, dvynių, turinčių priešingų ženklų elektros krūvius, egzistavimą.
Max Karl Ernst Ludwig Planck (vok. Max Karl Ernst Ludwig Planck). Gimė 1858 04 23 Kylyje – 1947 10 04 Getingene. Vokiečių fizikas teoretikas, įkūrėjas kvantinė fizika. Nobelio fizikos premijos (1918) ir kitų apdovanojimų laureatas, Prūsijos mokslų akademijos (1894), daugelio užsienio mokslo draugijų ir mokslų akademijų narys. Daug metų vienas iš Vokietijos mokslo lyderių.
Plancko moksliniai darbai skirti termodinamikai, šiluminės spinduliuotės teorijai, kvantinei teorijai, specialiajai reliatyvumo teorijai, optikai. Jis suformulavo antrąjį termodinamikos dėsnį entropijos didėjimo principo forma ir panaudojo jį įvairioms problemoms spręsti. fizikinė chemija. Taikydamas elektrodinamikos ir termodinamikos metodus sprendžiant pusiausvyros šiluminės spinduliuotės problemą, Planckas gavo energijos pasiskirstymo absoliučiai juodo kūno spektre dėsnį (Planko formulė) ir šį dėsnį pagrindė įvesdamas energijos kvanto ir veikimo kvanto sampratą. Šis pasiekimas žymėjo kvantinės fizikos raidos, raidos pradžią įvairių aspektų kurių jis daug studijavo vėlesniais metais ("antroji Planko teorija", fazinės erdvės struktūros problema, kvantinių sistemų statistinė mechanika ir kt.). Planckas pirmasis išvedė reliatyvistinės dalelės dinamikos lygtis ir padėjo reliatyvistinės termodinamikos pagrindus.
Nemažai Plancko darbų skirta istoriniams, metodologiniams ir filosofiniams mokslo aspektams.
Būsimo fiziko Vilhelmo Planko (Johann Julius Wilhelm von Planck, 1817-1900) tėvas taip pat buvo teisininkas ir Kylio universiteto teisės profesorius. Jis buvo vedęs du kartus ir susilaukė dviejų vaikų iš pirmosios santuokos (Hugo ir Emma), o iš antrosios – penkis (Hermanas, Hildegardas, Adalbertas, Maksas ir Otto). Makso motina Emma Patzig (1821–1914) buvo kilusi iš ganytojų šeimos iš Pamario Greifsvaldo miesto. Kaip rašė garsus fizikas Maksas Bornas, „Plancko kilmę, apie visus šiuos žmones – nuostabius, vertus, nepaperkamus, kilnius ir dosnius, atsidavusius bažnyčios ir valstybės tarnystei, turi prisiminti visi norintys. suprasti Maxo Plancko charakterį ir jo sėkmės ištakas.
Pirmieji devyneri Makso gyvenimo metai buvo praleisti Holšteino sostinėje Kylyje, kuri tuo metu buvo Danijos ir Prūsijos ginčų centre. 1864 m. jaunasis Planckas netgi buvo Prūsijos ir Austrijos kariuomenės įžengimo į miestą liudininkas.
1867 m. Wilhelmas Planckas priėmė kvietimą užimti Miuncheno universiteto jurisprudencijos profesoriaus pareigas ir su šeima persikėlė į Bavarijos sostinę. Čia Maksas buvo išsiųstas į Maximiliansgymnasium München; jis mokėsi noriai ir netrukus tapo vienu geriausių klasės mokinių. Nors daug dėmesio buvo skiriama tradiciniams gimnazijoms dalykams (ypač senųjų kalbų mokymuisi), gamtos mokslų mokymas šioje mokykloje taip pat buvo pagrįstas. aukšto lygio. Jaunam Planckui didelę įtaką padarė jo matematikos mokytojas Hermannas Mülleris, iš kurio būsimasis mokslininkas pirmą kartą išgirdo apie energijos tvermės dėsnį; Maksas pademonstravo ankstyvą matematinį talentą. Ir nors mokytojai nematė jame jokių ypatingų sugebėjimų, jie konkrečiai pažymėjo jo asmenines savybes - stiprus charakteris, darbštumas ir kruopštumas. Mokymasis gimnazijoje prisidėjo prie jo domėjimosi mokslu stiprinimo ir gamtos dėsnių išaiškinimo.
Kitas Plancko pomėgis nuo vaikystės buvo muzika: jis dainavo berniukų chore, grojo keliais instrumentais (daug laiko praleido prie fortepijono), studijavo muzikos teoriją ir bandė kurti, bet netrukus priėjo prie išvados, kad talento neturi. kaip kompozitorius. Kai baigė mokyklą, jis turėjo pasirinkimą: tapti pianistu, filologu arba studijuoti fiziką ir matematiką. Planckas pasirinko pastarąjį ir 1874 m. rugsėjį tapo Miuncheno universiteto studentu. Tačiau dar studijų metais daug laiko skyrė muzikai: vargonavo studentų bažnyčioje, dirbo chorvedžiu studentų giedotojų sąjungoje, dirigavo mėgėjų orkestrui.
Netrukus įstojęs į universitetą, Planckas, tėvo patartas, kreipėsi į profesorių Philippą von Jolly ir pasakė, kad norėtų studijuoti teorinę fiziką. Jis pradėjo atkalbėti studentą nuo šio ketinimo, teigdamas, kad šis mokslas yra beveik baigtas ir kad liko ištirti tik kelios nedidelės problemos. Tačiau šis pokalbis neturėjo įtakos Plancko norui tapti teoretiku. Aiškindamas šį sprendimą, jis teigė neturintis noro daryti atradimų, o tik suprasti ir, esant galimybei, pagilinti jau susiklosčiusius mokslo pagrindus. Šešis semestrus Planckas klausėsi eksperimentinės fizikos paskaitų, kurias skaitė Wilhelmas von Beetzas ir tas pats Jolly. Pastarajam vadovaujamas Planckas atliko savo vienintelį eksperimentinis tyrimas, skirtas įkaitintos platinos pralaidumui dujoms, ypač vandeniliui. Kadangi Miunchene nebuvo teorinės fizikos katedros, jis pradėjo lankyti matematikus Ludwigą Seidelį ir Gustavą Bauerį, iš kurių, kaip vėliau prisipažino, daug ko išmoko.
Jolly laboratorijoje Planckas susitiko su Hermannu Helmholtzu, žinomu fiziku ir Berlyno universiteto profesoriumi. Jaunuolis nusprendė tęsti mokslus Berlyne, kur praleido du 1877/78 mokslo metų semestrus. Čia Helmholtzas ir Gustavas Kirchhoffas tapo jo mentoriais; jis taip pat lankė matematiko Karlo Weierstrasso paskaitas. Tačiau Planckas nusivylė fizikos paskaitomis, todėl pradėjo atidžiai studijuoti originalius Helmholtzo ir Kirchhoffo darbus, kuriuos laikė pavyzdžiu įgūdžių ir pateikimo aiškumo prasme. Netrukus būsimasis mokslininkas susipažino su Rudolfo Clausiaus darbais apie šilumos teoriją ir buvo toks sužavėtas, kad nusprendė studijuoti termodinamiką.
1878 m. vasarą Planckas grįžo į Miuncheną ir netrukus išlaikė egzaminą, kad taptų fizikos ir matematikos mokytoju. Tuo pat metu jis pradėjo savarankiškus mokslinius tyrimus, vadovaudamasis tik knygomis ir moksliniais straipsniais. Tai leido jo mokiniui Maxui von Laue vėliau pavadinti Plancką „savamoksliu“. Pradėdamas nuo Clausiaus darbų, Planckas svarstė šilumos laidumo procesų negrįžtamumo klausimą ir pateikė pirmąją antrojo termodinamikos dėsnio formuluotę entropijos padidėjimo požiūriu. Rezultatai buvo pateikti jo daktaro disertacijoje „Dėl antrojo mechaninės šilumos teorijos dėsnio“ (Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie), apgintoje 1879 m. vasario 12 d. Miuncheno universitete. Galiausiai, birželio 28 d., išlaikęs egzaminą žodžiu, Planckui su aukščiausiais pagyrimais (summa cum laude) buvo suteiktas filosofijos daktaro laipsnis. Tačiau tuo metu jo disertacija nesulaukė jokio dėmesio, nepaisant to, kad jis ją išsiuntė keliems garsiems fizikai.
1880 m. Planckas pristatė kūrinį „Izotropinių kūnų pusiausvyros būsenos esant skirtingoms temperatūroms“(Gleichgewichtszustände izotropas Körper in verschiedenen Temperaturen) kreiptis dėl teisės dirbti dėstytoju universitete (habilitacija) ir gavo privatdozento pareigas, kurias ėjo ateinančius penkerius metus. Kadangi mokytojo pareigos neužėmė daug laiko, jis galėjo visiškai susikoncentruoti mokslinis darbas. IN laisvas laikas studijavo muziką, studijavo jos teoriją ir išgarsėjo kaip puikus pianistas. Kitas Plancko pomėgis šiais metais buvo alpinizmas, kurį jis pradėjo praktikuoti netoliese esančiose Bavarijos Alpėse; mokslininkas išliko įsipareigojęs šiai sporto šakai visą tolesnį gyvenimą.
Visą tą laiką Planckas tikėjosi gauti profesoriaus pareigas kokiame nors universitete. Tačiau pirmasis kvietimas atėjo iš Ašafenburgo aukštosios miškininkystės mokyklos (Forstliche Hochschule Aschaffenburg), kur atsirado fizikos mokytojo pareigos. Pasikonsultavęs su Helmholtzu, Planckas nusprendė atsisakyti ir laukti varianto, kuris labiau atitiktų jo mokslinius siekius. Tokia galimybė atsirado 1885 metų pavasarį, kai jaunasis mokslininkas gavo pasiūlymą užimti Kylio universiteto neeilinio teorinės fizikos profesoriaus vietą. Jis mielai sutiko, nors, kaip vėliau prisipažino, šį paskyrimą buvo skolingas ne tiek dėl jo pripažinimo. mokslo darbai, kiek globoja jo tėvas, kurio artimas draugas Gustavas Karstenas dirbo fizikos ir mineralogijos profesoriumi Kylyje. Čia, vaikystės mieste, Planckas greitai apsigyveno ir netrukus baigė knygą „Energijos tausojimo principas“ (Das Princip der Erhaltung der Energie), kurią kūrė nuo 1884 m. Šią monografiją jis pateikė Getingeno universiteto Filosofijos fakulteto skelbtam darbų konkursui. Knyga buvo sutikta susidomėjimo, tačiau buvo įvertinta tik antruoju prizu, o pirmoji nebuvo skirta nė vienam konkurso dalyviui. To priežastis buvo ta, kad moksliniame ginče tarp Göttingener Wilhelm Weber ir Berliner Helmholtz Planck atsidūrė pastarojo pusėje.
Nuo 1886 m. rudens Planckas parašė straipsnių ciklą bendruoju pavadinimu "Pagal entropijos didinimo principą"(Über das Princip der Vermehrung der Entropie), kuriame jis pritaikė termodinaminius svarstymus, spręsdamas specifines fizikos ir chemijos problemas. Šie darbai atnešė jam šiek tiek šlovės mokslo sluoksniuose, ypač tarp fizikinės chemijos specialistų. Visų pirma jis susitiko su Vilhelmu Ostvaldu ir Svante Arrheniusu; pastarasis atvyko į Planką Kylyje aptarti mokslo problemų.
1887 m. kovo 31 d. Maxas Planckas, kuris dabar buvo gana finansiškai apsaugotas, vedė savo vaikystės draugę Marie Merck, Miuncheno bankininko dukrą. Jie susilaukė keturių vaikų: sūnų Karlo (1888-1916) ir Erwino (1893-1945) bei dvynių dukterų Emos (1889-1919) ir Gretės (Gretė, 1889-1917).
1887 m. spalį, mirus Kirchhoffui, Berlyno universiteto Teorinės fizikos katedra tapo laisva. Pirmieji du pretendentai į teisę užimti šį postą – Ludwigas Boltzmannas ir Heinrichas Hertzas – atsisakė, pirmenybę teikdami atitinkamai Miunchenui ir Bonai. Tada Helmholtzas pasiūlė Plancko kandidatūrą, kurią gavo iš savo kolegų aukštus balus kaip mokslininkas, mokytojas ir žmogus. Jaunasis fizikas savo pareigas pradėjo eiti Berlyne 1889 m. sausį; pirmuosius trejus metus liko neeiliniu profesoriumi, kol 1892 metais universitete buvo įsteigta eilinė teorinės fizikos profesūra. Tuo pat metu jis vadovavo naujai universitete atidarytam Teorinės fizikos institutui. Darbas Berlyne leido artimai bendrauti su Helmholtzu, Augustu Kundtu ir kitais garsūs fizikai Tačiau, kaip teoretikas, Planckas iš esmės buvo izoliuotoje padėtyje, ir iš pradžių jam buvo sunku užmegzti ryšį su kitais eksperimentais.
1894 m. Helmholtzo ir Kundto siūlymu buvo išrinktas tikruoju Prūsijos mokslų akademijos nariu.
Planckas aktyviai dalyvavo universiteto gyvenime, įvairių komisijų darbe, naudojo vis didėjantį autoritetą, kad apsaugotų kolegas ir mokslą apskritai. Taigi jis primygtinai reikalavo, kad 1894 m. mirusio Augusto Kundto įpėdiniu būtų paskirtas Emilis Warburgas, nors Prūsijos švietimo ministerija bandė ignoruoti fakulteto rekomendaciją šiai kandidatūrai (galbūt dėl Warburgo žydų kilmės).
1895 m. Planckas buvo komisijos, kuri ministerijos prašymu tyrė socialistinę poziciją užėmusio ir Vokietijos socialdemokratų partiją finansiškai rėmusio fiziko Leo Aronso (vok. Leo Arons) veiklą, narys. Komisija nenustatė jokio poveikio politines pažiūras Arons apie savo pedagogines ir moksline veikla ir atsisakė jį bausti. 1897 m., atsakydamas į specialų prašymą, Planckas pasisakė prieš esminį moterų universitetinio išsilavinimo draudimą; jis pats leido kelioms moterims lankyti savo paskaitas. Vėliau iš Vienos jis pasikvietė Lise Meitner, buvusią Boltzmanno mokinę, o 1912 m. net paskyrė ją savo padėjėja; Meitneris tapo vienu artimiausių Plancko draugų. Pirmą kartą Berlyno metai Planckas ir toliau daug dėmesio skyrė muzikai ir vienu metu netgi dėstė muzikos teorijos kursą. Institutui suteikus didelę harmoniją, jis turėjo galimybę ištirti natūralios muzikos skalės suvokimą šiuo instrumentu ir priėjo prie išvados, kad temperuota gama visomis aplinkybėmis skamba išraiškingiau. Planckas paskelbė šį rezultatą („mūsų ausis mėgsta grūdintas svarstykles“) 1893 m. specialiame straipsnyje. Domėjimasis menu ir literatūra mokslininką suartino su istoriku Theodoru Mommsenu, romanistu Adolfu Tobleriu ir kitais humanitarinių sluoksnių atstovais.
Nuo 1895 m. Plancko pareigos apėmė žurnalo Annalen der Physik redagavimą, už kurį jis buvo atsakingas už straipsnius teoriniais klausimais. Dirbdamas šiame poste jis siekė aiškiau atskirti fiziką nuo matematikos ir filosofijos, o tai prisidėjo prie to meto naujos disciplinos – teorinės fizikos – susiformavimo. 1911 m. kovo 23 d. Planckas buvo išrinktas nuolatiniu Prūsijos mokslų akademijos sekretoriumi, tai yra vienu iš keturių šios institucijos vadovų (po du iš gamtos ir humanitarinių mokslų skyrių). Per ateinančius kelerius metus jis pasinaudojo savo pareigomis pakviesdamas Albertą Einšteiną į Berlyną ir išrinkdamas jį į Akademiją, kurios darbą labai vertino. Be to, Planckas ėjo Berlyno universiteto rektoriaus pareigas 1913–1914 m mokslo metus, taip pat tris kartus (1905-1908 ir 1915-1916 m.) buvo išrinktas Vokietijos fizikų draugijos prezidentu. Jis dalyvavo kuriant Kaizerio Vilhelmo draugiją, įkurtą 1911 m. imperatoriaus Vilhelmo II dekretu; ypač nuo 1913 m. jis dalyvavo derybose dėl Fizikos instituto įsteigimo draugijoje, kuriam turėjo vadovauti Einšteinas.
1909 m. spalį mirė Plancko žmona Marija. Po pusantrų metų, 1911-ųjų kovą, mokslininkas vedė antrą kartą – su savo pirmosios žmonos Margarete von Hoeßlin (1882-1949) dukterėčia, garsaus menininko Georgo von Hoeßlino (vok. Georg von Hoeßlin) dukra. . Jie turėjo vieną bendrą vaiką Hermanną (Hermann, 1911-1954). Planckas buvo šeimos žmogus ir, pasak jo žmonos, „visas savo žmogiškąsias savybes visiškai atskleidė tik šeimoje“. Tikrai laisvas jis jautėsi tik tarp savo rato žmonių; Berlyno priemiestyje Grunewald, kuriame gyveno mokslininkas ir jo šeima didelis namas su dideliu sodu, gyveno universiteto profesoriai. Plancko artimi kaimynai buvo garsių istorikų Hansas Delbrückas ir Adolfas von Harnackas.
Prieškario metais Planckas kas dvi savaites namuose rengdavo muzikinius vakarus, kuriuose dalyvaudavo garsus smuikininkas Josephas Joachimas ir kiti draugai. Pasak mokslininko sūnėno, muzika buvo vienintelė sritis, kurioje Planckas nevaržė savo dvasios; mokslininkas pirmenybę teikė Schuberto, Brahmso ir Schumanno darbams.
Aukštasis mokslas siekia Berlyno laikotarpį mokslo pasiekimas Lenta. Dešimtojo dešimtmečio viduryje jis ėmėsi šiluminės spinduliuotės problemos ir 1900 m. pabaigoje pasiekė lemiamos sėkmės: teisinga formulė už energijos pasiskirstymą absoliučiai juodo kūno spektre ir pateikė teorinį savo pagrindimą, įvesdamas garsųjį „veiksmo kvantą“ h. Vokiečių mokslininko kvantinė hipotezė, gilią prasmę kuri buvo atskleista tik daug vėliau, žymėjo kvantinės fizikos gimimą. Vėlesniais metais Planckas skyrė daug pastangų, bandydamas suderinti savo rezultatus su klasikine fizika; jis buvo labai atsargus dėl tolesnių žingsnių, kurie nuves nuo senų idėjų, pavyzdžiui, prie Einšteino šviesos kvantų teorijos.
Tuo tarpu Alberto Einsteino, Paulo Ehrenfesto ir kitų mokslininkų darbo dėka kvantinė teorija sulaukė vis didesnio pripažinimo mokslo bendruomenėje. To įrodymas buvo 1911 m. rudenį sušauktas pirmasis Solvay kongresas, skirtas temai „Radiacija ir kvantai“. Šioje reprezentacinėje konferencijoje kvantinė radiacijos teorija buvo nukreipta į mokslo pasaulio dėmesį, nors problemos ir prieštaravimai, su kuriais ji susidūrė, liko neišspręsti. 1913 m. pasirodžius Nielso Bohro darbams, kurie kvantinę hipotezę susiejo su atomo sandaros problema, prasidėjo spartaus kvantinės fizikos raidos etapas. Plancko nuopelnų pripažinimas buvo 1918 m. Nobelio fizikos premijos įteikimas su formuluote „pripažįstant jo nuopelnus fizikai, atradęs energijos kvantus“. 1920 m. liepos 2 d. Stokholme mokslininkas skaitė Nobelio paskaitą „Kvantinės teorijos atsiradimas ir laipsniškas vystymasis“.
Kaip ir daugelis jo kolegų, Prūsijos patriotizmo dvasia išauklėtas Planckas entuziastingai žvelgė į prasidėjusį Pirmąjį pasaulinį karą.. Savo viešas kalbėjimas jis palankiai įvertino karą, kuriuo, jo manymu, buvo siekiama apginti teisingus vokiečių tautos reikalavimus ir gyvybines vertybes, ragino jaunuolius savanoriauti į armiją.
Karą jis suprato kaip būdą įveikti visus skirtumus ir suvienyti tautą į vieną visumą: „Vokiečių tauta vėl atsidūrė“. Planckas pasirašė 1914 m. spalį paskelbtą 93 intelektualų manifestą, kuris pateisino Vokietijos įsitraukimą į karą; vėliau dėl to gailėjosi. Mokslininko pozicijos sušvelnėjimą daugiausia lėmė bendravimas su Hendriku Lorenzu, kuris dėl priklausymo neutraliai valstybei turėjo galimybę perteikti Plancko požiūrį. priešinga pusė. Visų pirma, olandų fizikas pateikė įrodymų, kad vokiečių kariuomenės nusikaltimai Belgijoje nebuvo tik šmeižto ir priešo propagandos vaisius.
Jau 1915 metų pavasarį Planckas pasisakė prieš neapykantos tarp tautų didėjimą ir ankstesnių tarptautinių ryšių atkūrimą, o 1916 metų pradžioje per Lorenzą perdavė atvirą laišką kolegoms iš Antantės šalių, kuriame jis paskelbė „93-iųjų manifestą“ patriotizmo antplūdžio pirmosiomis karo savaitėmis rezultatu, atsisakė ginti visus vokiečių kariuomenės veiksmus karo metu ir rašė, kad „yra intelektualinio ir moralinio gyvenimo sričių, kurios meluoja. už tautų kovos ribų“ ir kurioje galimas vaisingas piliečių bendradarbiavimas skirtingos šalys. Planckas įdėjo daug pastangų, kad Prūsijos mokslų akademijoje būtų užkirstas kelias „valymui“, kad iš jos nebūtų pašalinami užsienio nariai ir visiškai nenutrūktų santykiai su. mokslo draugijos priešiškos šalys.
Plancko idėjų apie politiką karo metais naivumą pastebėjo Laue ir Einsteinas. Pralaimėjimas kare ir vėlesnis monarchijos žlugimas įskaudino Plancko patriotinius jausmus. Net po ketverių metų vienoje iš savo kalbų jis apgailestavo dėl to imperatoriškoji šeima prarado savo sostą. Kartu jis suprato, kad imperatoriaus atsisakymas yra viena iš sąlygų atlikti būtinas reformas ir išsaugoti Vokietijos valstybę kaip tokią.
Karas mokslininkui atnešė ir asmeninę tragediją: 1916-ųjų gegužę prie Verdūno mirė jo vyriausias sūnus Karlas. Planckui šis įvykis tapo priežastimi iš naujo įvertinti savo požiūrį į sūnų, kuris neatrado savęs gyvenime ir negalėjo pateisinti tėvo į jį dėtų vilčių; mokslininkas karčiai apie tai rašė: „Be karo niekada nebūčiau žinojęs jo vertės, o dabar, kai tai žinau, turiu ją prarasti“.. 1917 metais Plancko dukra Greta, ištekėjusi už Heidelbergo profesoriaus Ferdinando Fehlingo, mirė praėjus savaitei po gimdymo. Vaiką prižiūrėjusi jos sesuo dvynė Emma 1919 metų sausį taip pat tapo Fehlingo žmona, tačiau metų pabaigoje ją ištiko toks pat likimas kaip ir seserį: ji taip pat mirė gimdydama. Našlaitės anūkės, pavadintos mamų vardais, iš dalies augo senelio namuose. Jauniausias sūnus Plankas Erwinas, taip pat tarnavęs fronte, karo pabaigą pasitiko prancūzų nelaisvėje.
Planckas suvaidino ryškų vaidmenį pokario Vokietijos mokslo reorganizacijoje, kuri vyko smunkančios ekonomikos ir mažėjančio finansavimo sąlygomis. mokslinius tyrimus. Jis tapo vienu iš Neeilinės Vokietijos mokslo asociacijos (vok. Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft), sukurtos finansams iš įvairių šaltinių pritraukti, įkūrimo iniciatorių, o vėliau aktyviai dalyvavo skirstant lėšas, kurias vykdė įvairios šios organizacijos komisijos. . Planckas, nuo 1916 m. buvęs Kaizerio Vilhelmo draugijos senatoriumi, dalyvavo bendrame draugijos valdyme, kurios institucijos naujomis sąlygomis buvo priverstos sutelkti dėmesį į taikomąją plėtrą, svarbią Vokietijos pramonei atkurti. Mokslininkas užėmė kritinę poziciją šios naujos politikos atžvilgiu, ragindamas nepamiršti fundamentinių tyrimų svarbos. 1930 m. liepos mėn. buvo išrinktas Draugijos pirmininku; pagyvenęs mokslininkas daug laiko skyrė bendravimui su politikais, verslininkais, bankininkais, žurnalistais, kalbėjo žiniasklaidoje masinės informacijos priemonės. Kalbant apie savo politines pažiūras, naujomis parlamentinės respublikos sąlygomis Planckas pradėjo remti nuosaikią dešiniąją Vokietijos liaudies partiją, kuri atstovavo pramonininkų interesams. Ir nors jis negalėjo pritarti daugeliui naujovių ir, pavyzdžiui, laikė „visuotines balsavimo teises (dvidešimtmečiams!) yra esminė klaida“, jis nematė prasmės priešintis naujai valstybei ir nematė galimybės viską grąžinti atgal.
Be ekonominio žlugimo, mokslo padėtį pokario Vokietijoje apsunkino ir tarptautinė izoliacija, kuri daugiausia buvo susijusi su nacionalistine vokiečių mokslininkų pozicija karo metais ir kuri tik pamažu pradėta įveikti. Padėtį apsunkino taikos sutartimi Vokietijai nustatyti griežti apribojimai, kurie neprisidėjo prie mokslininkų iniciatyvos pasireiškimo; Planckas ir dauguma jo kolegų manė, kad tokiomis sąlygomis neįmanoma oficialiai pripažinti savo neteisybės, nes tai gali būti laikoma bailumo ir savanaudiškumo apraiška. Tik XX amžiaus trečiojo dešimtmečio viduryje įtampa pradėjo mažėti, o 1926 m., Vokietijai įstojus į Tautų Sąjungą, Vokietijos ir Austrijos mokslininkai buvo pakviesti į Tarptautinę mokslinių tyrimų tarybą (Tarptautinės mokslo tarybos pirmtakę). Planckas, kuris suprato tarptautinių santykių svarbą mokslinis bendradarbiavimas, prisidėjo prie karo nutrūkusių ryšių atkūrimo ir naujų ryšių užmezgimo kelionių metu. Šioje veikloje jis stengėsi laikytis politikos nesikišimo į mokslo reikalus principo ir pirmenybę teikė neformaliems ar grynai moksliniams kontaktams, o ne valstybės ar kitų politinių organizacijų organizuojamiems susirinkimams. Visų pirma, nepaisant šalto valdžios ir savo partijos požiūrio, jis dalyvavo 200 metų jubiliejaus proga vykusiose iškilmėse kaip Prūsijos mokslų akademijos atstovas. Rusijos akademija Mokslai, surengti 1925 m. rugsėjo mėn. Leningrade ir Maskvoje.
Vadovauti Teorinės fizikos institutui Planckas dar 1921 metais perdavė Maxui von Laue, o 1926 metų rudenį, sulaukęs amžiaus ribos, paliko profesoriaus pareigas Berlyno universitete. Jo įpėdinis buvo Erwinas Schrödingeris, kurio darbus Plankas sekė su dideliu susidomėjimu. Tačiau ir išėjęs į pensiją garbės profesoriaus vardą gavęs mokslininkas dar keletą metų aktyviai dalyvavo universiteto moksliniame gyvenime, priėmimo ir atestavimo komisijų darbe, skaitė paskaitų kursus; liko ir Prūsijos mokslų akademijos sekretoriumi. Ketvirtajame dešimtmetyje Planckas galėjo daugiau laiko skirti paskaitoms apie bendras mokslines ir filosofines problemas; jo pasirodymai vyko ne tik įvairiuose Vokietijos universitetuose, bet ir Olandijoje, Anglijoje, Šveicarijoje, Švedijoje, Suomijoje. Mokslininkas savo gyvenime griežtai laikėsi tam tikros rutinos, pagal kurią darbas kaitaliojosi su poilsiu. Atostogas jis visada išnaudodavo gerai pailsėti, keliauti, kopti į kalnus, leisti laiką savo dvare netoli Tegernsee; jam pavyko išlaikyti gerą sveikatą iki senatvės.
1933 metais Vokietijoje į valdžią atėjo naciai; prasidėjo nepageidaujamų mokslininkų persekiojimas, daugelis jų (ypač žydų kilmės) buvo priversti emigruoti. Daugelis vokiečių mokslininkų iš pradžių manė, kad naujojo režimo politika laikina ir neigiamos tendencijos ilgainiui išnyks, todėl Plancko ir kitų mokslo lyderių taktika buvo ginti mokslą, vengiant bet kokios režimo kritikos. Pasak istoriko Johno L. Heilbrono, „jie atvirai nuolaidžiavo mažuose dalykuose ir viešai neprotestavo prieš dideles neteisybes...“.
Pirminė Plancko ir Vokietijoje likusių kolegų užduotis buvo išsaugoti mokslą naujomis sąlygomis ir apsaugoti jį nuo galutinio sunaikinimo. Tam pagyvenęs mokslininkas pasinaudojo savo, kaip Kaizerio Vilhelmo draugijos prezidento, autoritetu ir padėtimi; stengdamasis nepatraukti valdžios dėmesio, prisidėjo prie Draugijos įstaigų funkcionavimo išsaugojimo ir padėjo atleistiems darbuotojams susirasti naują darbą ar išvykti į užsienį. Vadovaudamasis tokia asmeninių kontaktų taktika, 1933 metų gegužę per susitikimą su Adolfu Hitleriu Planckas bandė užtarti savo kolegą žydą Fritzą Haberį, garsųjį chemiką, tačiau fiureris net nenorėjo kalbėti šia tema. Tačiau šį pralaimėjimą patyręs Planckas niekada atvirai nesipriešino nacių režimui ir visomis išgalėmis stengėsi palaikyti su juo taikius santykius. Taigi jis nesutiko su Einšteino, viešai pareiškusio savo pasipriešinimą nacizmui, pozicija ir faktiškai pasitraukęs iš Einšteino narystės Prūsijos mokslų akademijoje atėmimo procedūroje. Nepaisant to, norėdamas sušvelninti situaciją, Planckas paskelbė pareiškimą, kuriame priminė Einšteino darbo reikšmę fizikos raidai, tačiau kartu išreiškė apgailestavimą, kad „Einšteinas savo politiniu elgesiu įsitraukė į akademiją. neįmanoma“.
Planckas taip pat veikė kaip tremtyje mirusio Haberio minėjimo organizatorius; šis susirinkimas įvyko nepaisant oficialaus draudimo jame dalyvauti, galiojusio visiems valstybės tarnautojams. Mokslininkas leido sau kritikuoti režimą tik netiesiogiai, paliesdamas filosofinius ir istorinėmis temomis tam tikros mūsų laikų problemos. Einšteinas niekada neatleido Planckui už jo atsisakymą viešai pasisakyti prieš vykstančias neteisybes (jų susirašinėjimas nutrūko 1933 m.), o net Laue kritikavo savo mokytoją už tai, kad jis nebuvo „užsispyręs“.
1936 m. pradžioje sustiprėjo vadinamosios „arijų fizikos“ atstovų išpuoliai prieš Planką; mokslininkas buvo paskelbtas žalingų idėjų skleidėju, vidutinišku tyrinėtoju ir „Einšteino klikos“ protežė.
Šį aktyvavimą daugiausia lėmė balandžio 1 d. numatytas Kaizerio Vilhelmo draugijos prezidento perrinkimas, kuris, anot Philippo Lenardo, nuo pat pradžių buvo „žydų pabaisa“. Tačiau Planckui pavyko išlaikyti šį postą, o kartu prasidėjo tinkamo įpėdinio paieškos. Tai buvo Carlas Boschas, kuris 1937 m. pakeitė Plancką. 1938 metų gruodžio 22 dieną pagyvenęs mokslininkas atsistatydino iš akademijos sekretoriaus pareigų, tačiau toliau kovojo, stengdamasis šiai mokslo įstaigai išsaugoti nepriklausomybės likučius. 1938 m. gegužę Berlyne pagaliau buvo atidarytas Kaizerio Vilhelmo draugijos Fizikos institutas (vok. Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik), kuriam sukurti Planckas daug metų skyrė daug pastangų. Nepaisant „arijų fizikos“ atstovų pasipriešinimo, naujai paskirto direktoriaus Peterio Debye iniciatyva institutas buvo pavadintas Maxo Plancko vardu.
1945 m. pavasarį Maksas Plankas vos nežuvo per bombardavimą Kaselyje, kur skaitė dar vieną paskaitą. Balandžio pabaigoje Rogetso dvaras buvo sunaikintas; Planckas ir jo žmona kurį laiką glaudėsi miške, paskui dvi savaites gyveno pas vietinį pienininką; Mokslininko būklę apsunkino stuburo artritas, jis sunkiai galėjo vaikščioti. Galiausiai amerikiečių kariškiai jį nuvežė į Getingeną, profesoriaus Roberto Pohlio prašymu išsiųsti gelbėti seno žmogaus. Čia mokslininkas buvo priverstas penkias savaites praleisti universiteto klinikoje dėl patirtų įvykių jo sveikata gerokai pablogėjo. Pasveikęs Plankas su dukterėčia apsigyveno Getingene; netrukus jis galėjo grįžti į darbą ir paskaityti spektaklius.
1946 m. liepos mėn. Planckas lankėsi Anglijoje, kur, kaip vienintelis Vokietijos atstovas, dalyvavo savo 300-ųjų gimimo metinių minėjime. Kurį laiką pagyvenęs fizikas išliko Kaizerio Vilhelmo draugijos garbės prezidentu, kuri netrukus, mokslininkui sutikus, buvo pervadinta į Maxo Plancko draugiją (pirmuoju jos prezidentu tapo Otto Hahnas).
Bonoje per vieną iš savo kelionių paskaitų metu 88 metų Planckas sunkiai susirgo dvišaliu plaučių uždegimu, tačiau jam pavyko pasveikti.
1947 metų kovą įvyko paskutinė jo kalba studentams. Vokietijos mokslo bendruomenė ruošėsi iškilmėms jo 90-mečio proga, tačiau likus keliems mėnesiams iki šios svarbios datos mokslininkas mirė nuo insulto. Tai atsitiko 1947 m. spalio 4 d. Getingene, kur buvo palaidotas Planckas.