Max Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck (deutsch: [ˈmaks ˈplaŋk]; 23. April 1858 – 4. Oktober 1947) war ein deutscher theoretischer Physiker, der 1918 den Nobelpreis für Physik erhielt. Mit der Auszeichnung wurden seine bedeutenden Beiträge zur Weiterentwicklung der Physik durch seine bahnbrechende Entdeckung der Energiequanten gewürdigt.

Max Karl Ernst Ludwig Planck (; Deutsch: [ˈmaksˈplaŋk] ; 23. April 1858 – 4. Oktober 1947) war ein deutscher theoretischer Physiker. Er erhielt 1918 den Nobelpreis für Physik „für seine Verdienste um die Weiterentwicklung der Physik durch seine Entdeckung der Energiequanten“.

Während Planck umfangreiche Beiträge zur theoretischen Physik leistete, rührt seine Berühmtheit in erster Linie von seiner Schlüsselrolle als Begründer der Quantentheorie und einer Grundfigur der modernen Physik her, die das Verständnis atomarer und subatomarer Prozesse grundlegend veränderte. Er ist auch für die Planck-Konstante bekannt h {\displaystyle h}, ein Konzept von grundlegender Bedeutung in der Quantenphysik. Diese Konstante war ausschlaggebend für seine Ableitung eines Einheitensystems, das heute als Planck-Einheiten bekannt ist und ausschließlich durch physikalische Konstanten definiert ist. Darüber hinaus gilt die Planck-Relation E= h {\displaystyle h}ν stellt fest, dass die Energie eines Photons direkt proportional zu seiner Frequenz ist.

Planck war zwei Amtszeiten lang Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. 1948 wurde diese Organisation in Max-Planck-Gesellschaft umbenannt und umfasst derzeit 83 Institutionen, die sich einem breiten Spektrum wissenschaftlicher Disziplinen widmen.

Frühes Leben und Bildung

Max Karl Ernst Ludwig Planck wurde am 23. April 1858 in Kiel geboren, das damals zum Herzogtum Holstein gehörte. Er war der Sohn von Johann Julius Wilhelm Planck und seiner zweiten Frau Emma Patzig. Bei seiner Taufe erhielt er den Namen Karl Ernst Ludwig Marx Planck, wobei Marx als sein „Bezeichnungsname“ bezeichnet wurde. Dennoch begann er im Alter von zehn Jahren, seinen Namen als Max zu unterschreiben, eine Praxis, die er sein Leben lang beibehielt.

Planck stammte aus einer angesehenen, intellektuellen Familienlinie. Sowohl sein Urgroßvater väterlicherseits als auch sein Großvater waren als Theologieprofessoren in Göttingen tätig. Sein Vater war Juraprofessor an den Universitäten Kiel und München und einer seiner Onkel war Richter.

Planck war das sechste Kind in seiner Familie, zwei seiner Geschwister stammten aus der früheren Ehe seines Vaters. In Plancks früher Kindheit waren Kriege vorherrschend, und eine seiner frühesten Erinnerungen betrifft den Einmarsch preußischer und österreichischer Truppen in Kiel während des Zweiten Schleswig-Krieges im Jahr 1864.

Im Jahr 1867 zog Plancks Familie nach München, wo er sich anschließend am Maximiliansgymnasium einschrieb. Seine mathematische Begabung zeigte sich schon früh und er erhielt später Unterricht von Hermann Müller, einem Mathematiker, der Plancks Potenzial erkannte. Müller unterrichtete ihn in Astronomie, Mechanik und fortgeschrittener Mathematik, und durch Müller lernte Planck erstmals das Gesetz der Energieerhaltung kennen, was seine erste Auseinandersetzung mit dem Gebiet der Physik markierte. Planck schloss seine Schulausbildung im Alter von 17 Jahren ab, also früher als üblich.

Planck besaß beträchtliches musikalisches Talent; Er nahm Gesangsunterricht, spielte Klavier, Orgel und Cello und komponierte sowohl Lieder als auch Opern. Laut Britannica „besitzte er die Gabe der absoluten Tonhöhe und war ein ausgezeichneter Pianist, der täglich Gelassenheit und Freude am Klavier fand und sich besonders an den Werken von Schubert und Brahms erfreute.“

Im Jahr 1874 immatrikulierte sich Planck an der Universität München. Unter der Leitung von Professor Philipp von Jolly führte Planck die einzige experimentelle Arbeit seiner wissenschaftlichen Karriere durch und untersuchte die Diffusion von Wasserstoff durch erhitztes Platin, bevor er zur theoretischen Physik überging. Jolly warnte Planck davor, sich der theoretischen Physik zu widmen. Planck erinnerte daran, dass Jolly 1878 behauptete, dass die Physik kurz vor dem Abschluss stünde, und beschrieb sie als „hochentwickelte, nahezu ausgereifte Wissenschaft, die durch die krönende Errungenschaft der Entdeckung des Prinzips der Energieerhaltung wohl bald ihre endgültige stabile Form annehmen wird.“

Im Jahr 1877 absolvierte Planck ein Studienjahr an der Universität Berlin, wo er sich mit Physikern beschäftigte Hermann von Helmholtz und Gustav Kirchhoff sowie der Mathematiker Karl Weierstrass. Planck bemerkte, dass Helmholtz oft unvorbereitet wirkte, langsam sprach, häufig Rechenfehler machte und sein Publikum im Allgemeinen uninteressierte. Im Gegensatz dazu hielt Kirchhoff sorgfältig vorbereitete Vorträge, die als trocken und eintönig empfunden wurden. Trotz dieser Beobachtungen entwickelte Planck bald eine enge Freundschaft mit Helmholtz. Während seiner Zeit in Berlin widmete er sich weitgehend dem Selbststudium der Werke von Rudolf Clausius, ein Bestreben, das ihn letztendlich dazu veranlasste, sich auf Thermodynamik zu spezialisieren.

Im Oktober 1878 schloss Planck seine Eignungsprüfungen erfolgreich ab und im Februar 1879 präsentierte und verteidigte er seine Doktorarbeit „Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie“. Anschließend hatte er eine kurze Lehrtätigkeit in Mathematik und Physik an seiner ehemaligen Schule in München inne.

Bis 1880 hatte Planck die beiden angesehensten akademischen Qualifikationen erreicht, die es in Europa gab. Der erste war ein Doktortitel, der nach Einreichung seiner Dissertation verliehen wurde, in der er seine Forschung und thermodynamische Theorie detailliert darlegte. Anschließend reichte er seine venia legendi bzw. Habilitationsschrift mit dem Titel Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen ein

Karriere und Forschung

Im Jahr 1880 wurde Planck zum Privatdozenten (einem unbezahlten Dozenten) in München ernannt, während er auf eine formelle akademische Ernennung wartete. Obwohl er von der akademischen Gemeinschaft zunächst nur begrenzte Anerkennung erhielt, trieb er seine Forschungen in der Wärmetheorie unabhängig voran und leitete nach und nach thermodynamische Formalismen ab, die mit denen von Gibbs identisch waren, allerdings ohne vorherige Kenntnis von Gibbs‘ Werk. Clausius‘ grundlegende Konzepte der Entropie standen im Mittelpunkt seiner Untersuchungen.

Im April 1885 wurde Planck zum außerordentlichen Professor für Theoretische Physik an der Universität Kiel ernannt. Seine anschließende Forschung konzentrierte sich auf die Entropie und ihre Anwendungen, insbesondere in der physikalischen Chemie. Im Jahr 1897 veröffentlichte er sein bahnbrechendes Werk Abhandlung über die Thermodynamik. Darüber hinaus entwickelte er eine thermodynamische Grundlage für Svante Arrhenius‘ Theorie der elektrolytischen Dissoziation.

Im Jahr 1889 wurde Planck zum Nachfolger von Kirchhoffs Professur an der Universität Berlin ernannt – ein Schritt, der wahrscheinlich durch Helmholtz‘ Intervention erleichtert wurde – und 1892 erreichte er den Rang eines ordentlichen Professors. Ein Angebot, die frühere Position Ludwig Boltzmanns in Wien zu übernehmen, lehnte er 1907 ab und entschied sich stattdessen dafür, in Berlin zu bleiben. Während seiner Tätigkeit als Professor an der Universität Berlin erhielt er 1909 eine Einladung, die Ernest Kempton Adams Lectures in Theoretical Physics an der Columbia University in New York City zu halten. Diese Vorlesungen wurden anschließend von Professor A. P. Wills von der Columbia University übersetzt und mitveröffentlicht. Am 10. Januar 1926 trat er aus Berlin in den Ruhestand und ernannte Erwin Schrödinger zu seinem Nachfolger.

Professor an der Universität Berlin

Als Professor an der Universität Berlin wurde Planck Mitglied der dortigen Physikalischen Gesellschaft. Als er über diese Zeit nachdachte, bemerkte er später: „Zu dieser Zeit war ich im Wesentlichen der einzige theoretische Physiker dort, was die Sache für mich ziemlich herausfordernd machte, da meine Diskussionen über Entropie nicht besonders in Mode waren und man sie als bloßes mathematisches Phantom betrachtete.“ Unter seiner Führung schlossen sich 1898 die unterschiedlichen lokalen Physikalischen Gesellschaften in ganz Deutschland zusammen und gründeten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), einer Organisation, der er anschließend von 1905 bis 1909 vorstand.

Planck initiierte eine sechssemestrige Vorlesungsreihe über theoretische Physik, die von Lise Meitner als „trocken, etwas unpersönlich“ beschrieben wurde, während ein englischer Teilnehmer, James R. Partington, ihn als „keine Notizen machend, nie Fehler machend, nie ins Stocken geraten; der beste Dozent, den ich je gehört habe“ lobte und außerdem auf die überfüllten Bedingungen hinwies: „Im Raum standen immer viele den Boden, was aber den Vortrag nicht störte.“ Trotz seines Einflusses pflegte Planck keine eigenständige akademische „Schule“; Die Zahl seiner Doktoranden betrug etwa 20, darunter:

• 1897 Max Abraham (1875–1922)
• 1903 Max von Laue (1879–1960)
• 1904 Moritz Schlick (1882–1936)
• 1906 Walther Meissner (1882–1974)
• 1907 Fritz Reiche (1883–1960)
• 1912 Walter Schottky (1886–1976)
• 1914 Walther Bothe (1891–1957)

Entropie

Die Thermodynamik, im späten 19. Jahrhundert als „mechanische Theorie der Wärme“ bezeichnet, entstand früher in diesem Jahrhundert aus Bemühungen, die betriebliche Effizienz von Dampfmaschinen zu verstehen und zu verbessern. In den 1840er Jahren identifizierten und formulierten mehrere Forscher unabhängig voneinander das Prinzip der Energieeinsparung, das später als erster Hauptsatz der Thermodynamik anerkannt wurde. Rudolf Clausius stellte 1850 offiziell den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik vor und postulierte, dass die spontane Energieübertragung ausschließlich von einem wärmeren auf einen kälteren Körper erfolgt, niemals umgekehrt. Gleichzeitig gelangte William Thomson in England unabhängig zu einer identischen Schlussfolgerung.

Clausius verfeinerte seine Formulierung schrittweise und gipfelte 1865 in einer neuartigen Formulierung. Zu diesem Zweck führte er das Konzept der Entropie ein, das er als Maß für die reversibel zugeführte Wärme im Verhältnis zur absoluten Temperatur definierte.

Diese neuartige Formulierung des zweiten Hauptsatzes, die nach wie vor relevant ist, lautete: „Entropie kann erzeugt, aber niemals zerstört werden.“ Clausius, dessen Beiträge Planck als junger Student in Berlin studierte, wandte dieses neu entstehende Naturgesetz effektiv auf mechanische, thermoelektrische und chemische Phänomene an.

In seiner Dissertation von 1879 fasste Planck die Werke von Clausius zusammen, identifizierte Inkonsistenzen und Ungenauigkeiten in ihren Formulierungen und behob sie anschließend. Darüber hinaus erweiterte er die Anwendbarkeit des zweiten Hauptsatzes auf alle natürlichen Prozesse, während Clausius seinen Anwendungsbereich auf reversible und thermische Prozesse beschränkt hatte. Planck untersuchte auch das aufkommende Konzept der Entropie eingehend und unterstrich seine Doppelnatur als Eigenschaft eines physikalischen Systems und als Indikator für die Irreversibilität eines Prozesses: Ein Prozess, der Entropie erzeugt, ist von Natur aus irreversibel, da das zweite Gesetz vorschreibt, dass Entropie nicht vernichtet werden kann. Umgekehrt behält die Entropie bei reversiblen Prozessen einen konstanten Wert. Er führte dieses Prinzip 1887 in einer Reihe von Abhandlungen mit dem Titel „Über das Prinzip der Zunahme der Entropie“ weiter aus.

Während seiner Untersuchung der Entropie wich Planck von der damals vorherrschenden molekularen, probabilistischen Interpretation ab und argumentierte, dass es ihr an einem absoluten Beweis der Universalität fehle. Stattdessen übernahm er eine phänomenologische Methodik und behielt seine Skepsis gegenüber dem Atomismus bei. Obwohl er diese Haltung später bei der Entwicklung des Strahlungsgesetzes aufgab, demonstrieren seine ersten Beiträge eindrucksvoll die Fähigkeit der Thermodynamik, spezifische physikalisch-chemische Herausforderungen zu lösen.

Plancks Verständnis der Entropie umfasste die Erkenntnis, dass der maximale Entropiezustand ein thermodynamisches Gleichgewicht bedeutet. Die Folgerung, dass das Verständnis der Entropie die Ableitung aller Gesetze ermöglicht, die thermodynamische Gleichgewichtszustände regeln, steht im Einklang mit zeitgenössischen wissenschaftlichen Perspektiven. Folglich legte Planck in seiner Forschung den Schwerpunkt auf Gleichgewichtsprozesse und untersuchte, aufbauend auf seiner Habilitationsschrift, beispielsweise die Koexistenz von Phasen und das Gleichgewicht von Gasreaktionen. Diese bahnbrechende Arbeit in der chemischen Thermodynamik erregte große Aufmerksamkeit, angetrieben durch die raschen Fortschritte in der chemischen Forschung dieser Zeit.

Gleichzeitig und unabhängig von Planck hatte Josiah Willard Gibbs auch fast alle Prinzipien erläutert, die Planck in Bezug auf physikalisch-chemische Gleichgewichte entdeckt hatte, und seine Ergebnisse ab 1876 veröffentlicht. Planck hatte keine Kenntnis von diesen Abhandlungen, die erst 1892 ins Deutsche übersetzt wurden. Dennoch verwendeten die beiden Wissenschaftler unterschiedliche Methoden: Planck konzentrierte sich auf irreversible Prozesse, während Gibbs sich auf Gleichgewichte konzentrierte. Der Ansatz von Gibbs erlangte letztendlich aufgrund seiner inhärenten Einfachheit größere Akzeptanz, obwohl Plancks Methodik für ihre breitere Universalität bekannt ist.

Elektrolyte und Lösungen

Über seine Untersuchungen zur Entropie hinaus widmete Planck das erste Jahrzehnt seiner wissenschaftlichen Karriere der Untersuchung elektrischer Phänomene in Lösungen. In dieser Zeit lieferte er erfolgreich eine theoretische Ableitung für den Zusammenhang zwischen Lösungsleitfähigkeit und Verdünnung und legte damit den Grundstein für die zeitgenössische Elektrolyttheorie. Darüber hinaus erläuterte er theoretisch die Bedingungen, die Veränderungen im Gefrier- und Siedepunkt verdünnter Lösungen bestimmen, Phänomene, die 1886 von François-Marie Raoult und Jacobus Henricus van ’t Hoff empirisch identifiziert wurden.

Schwarzkörperstrahlung

Im Jahr 1894 begann Max Planck mit der Erforschung des Phänomens der Schwarzkörperstrahlung. Bei dieser von Kirchhoff im Jahr 1859 formulierten Herausforderung ging es darum, die Beziehung zwischen der Intensität der von einem schwarzen Körper (einem perfekten Absorber oder Hohlraumstrahler) emittierten elektromagnetischen Strahlung und sowohl der Frequenz der Strahlung (seiner Farbe) als auch der Temperatur des Körpers zu bestimmen. Obwohl experimentelle Untersuchungen durchgeführt wurden, konnte kein bestehender theoretischer Rahmen genau mit den empirischen Beobachtungen in Einklang gebracht werden. Das Gesetz von Wilhelm Wien lieferte genaue Vorhersagen für hohe Frequenzen, erwies sich jedoch für niedrige Frequenzen als unzureichend. Umgekehrt stimmte das Rayleigh-Jeans-Gesetz, ein alternatives theoretisches Modell, mit experimentellen Daten bei niedrigen Frequenzen überein, führte jedoch bei hohen Frequenzen zur „Ultraviolettkatastrophe“, einer von der klassischen Physik vorhergesagten Diskrepanz. Es ist jedoch bemerkenswert, dass dieses spezielle Thema nicht Plancks primäre Motivation war, ein Punkt, der in wissenschaftlichen Texten oft falsch dargestellt wird.

Im Jahr 1899 ermöglichte Plancks erster Lösungsvorschlag, der als „Prinzip der Elementarstörung“ bezeichnet wurde, das Wiensche Gesetz auf der Grundlage mehrerer Annahmen über die Entropie eines idealen Oszillators abzuleiten, was zu dem führte, was als Wien-Planck-Gesetz bekannt wurde. Dennoch konnten spätere experimentelle Daten dieses neue Gesetz nicht bestätigen, sehr zu Plancks Bestürzung. Infolgedessen verfeinerte er seine Methodik, was zur Formulierung der ersten Version des berühmten Planckschen Schwarzkörperstrahlungsgesetzes führte, das das empirisch beobachtete Schwarzkörperspektrum genau charakterisierte. Dieses Gesetz wurde ursprünglich auf einer DPG-Sitzung am 19. Oktober 1900 vorgestellt und anschließend 1901 veröffentlicht. Bemerkenswert ist, dass diese vorläufige Ableitung weder die Energiequantisierung beinhaltete noch statistische Mechanik einsetzte, ein Gebiet, dem Planck zunächst mit Skepsis gegenüberstand. Bis November 1900 hatte Planck diese ursprüngliche Formulierung überarbeitet und Boltzmanns statistische Interpretation des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik übernommen, um ein tieferes Verständnis der seinem Strahlungsgesetz zugrunde liegenden Prinzipien zu erlangen. Trotz seiner tiefgreifenden Vorbehalte gegenüber den philosophischen und physikalischen Auswirkungen von Boltzmanns Methodik war Plancks Übernahme derselben, wie er später ausdrückte, „ein Akt der Verzweiflung … Ich war bereit, jede meiner früheren Überzeugungen über die Physik aufzugeben.“

Die zentrale Annahme, die seiner überarbeiteten Ableitung zugrunde lag, die der DPG am 14. Dezember 1900 vorgestellt wurde, war die heute als Planck-Postulat anerkannte These, dass elektromagnetische Energie ausschließlich in diskreten, quantisierten Einheiten emittiert wird, was bedeutet, dass Energie nur als ganzzahliges Vielfaches eines Elementarquants existieren kann:

E = h ν<!-- ν --> {\displaystyle E=h\nu

In dieser Gleichung bezeichnet h die Planck-Konstante, auch als Plancksches Wirkungsquantum bezeichnet (ursprünglich 1899 eingeführt), und ν stellt die Frequenz der Strahlung dar. Es ist wichtig zu beachten, dass die betrachteten elementaren Energieeinheiten durch hν und nicht nur durch ν definiert werden. Heutige Physiker bezeichnen diese Quanten als Photonen, wobei jedes Photon einer bestimmten Frequenz ν eine eigene und charakteristische Energie besitzt. Folglich wird die Gesamtenergie bei dieser spezifischen Frequenz berechnet, indem hν mit der entsprechenden Anzahl von Photonen multipliziert wird. Planck erläuterte dieses Konzept mit den Worten: „Strahlungswärme ist kein kontinuierlicher Fluss und unbegrenzt teilbar. ... Sie muss als diskontinuierliche Masse definiert werden, die aus Einheiten besteht, die einander alle ähnlich sind.“ Er bezeichnete diese Quanten als „die Pennys der atomaren Welt“.

Anfangs betrachtete Planck die Quantisierung lediglich als „eine rein formale Annahme … eigentlich habe ich nicht viel darüber nachgedacht …“; Dieses mit der klassischen Physik grundsätzlich unvereinbare Konzept gilt heute jedoch als Ursprung der Quantenphysik und als größte intellektuelle Errungenschaft in Plancks Karriere. (Boltzmann hatte bereits 1877 in einer theoretischen Arbeit die Möglichkeit diskreter Energiezustände in einem physikalischen System untersucht.) Die Entdeckung der Planck-Konstante ermöglichte es ihm, ein neuartiges universelles System physikalischer Einheiten wie die Planck-Länge und die Planck-Masse zu etablieren, die alle von grundlegenden physikalischen Konstanten abgeleitet waren, die das Fundament eines Großteils der Quantentheorie bilden. Im Dezember 1918 bezeichnete Planck während eines Gesprächs mit seinem Sohn seine Entdeckung als „eine Entdeckung ersten Ranges, vergleichbar vielleicht nur mit den Entdeckungen von Newton“. Für seinen grundlegenden Beitrag zu diesem neuen Bereich der Physik wurde Planck 1918 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet, den er 1919 erhielt.

Anschließend unternahm Planck erfolglose Versuche, die eigentliche Bedeutung von Energiequanten zu verstehen. Er erklärte: „Meine vergeblichen Versuche, das Aktionsquantum irgendwie wieder in die klassische Theorie zu integrieren, erstreckten sich über mehrere Jahre und bereiteten mir große Schwierigkeiten.“ Selbst Jahre später setzten Physiker wie Rayleigh, Jeans und Lorentz die Planck-Konstante weiterhin auf Null, um sie an die klassische Physik anzupassen, obwohl Planck klar wusste, dass diese Konstante einen präzisen Wert ungleich Null hatte. Er drückte seine Frustration aus und bemerkte: „Ich kann Jeans‘ Sturheit nicht verstehen – er ist ein Beispiel für einen Theoretiker, den es nie geben sollte, so wie Hegel es für die Philosophie war. Umso schlimmer wäre es für die Fakten, wenn sie nicht passen.“

Max Born bemerkte über Planck: „Er war von Natur aus ein konservativer Geist; er hatte nichts Revolutionäres und war völlig skeptisch gegenüber Spekulationen. Dennoch glaubte er an die zwingende Kraft des logischen Denkens.“ von Fakten war so stark, dass er nicht davor zurückschreckte, die revolutionärste Idee zu verkünden, die jemals die Physik erschüttert hat

Einstein und die Relativitätstheorie

Im Jahr 1905 veröffentlichte Albert Einstein drei bahnbrechende Arbeiten in der Zeitschrift Annalen der Physik. Planck gehörte zu den wenigen Auserwählten, die die tiefgreifenden Auswirkungen der speziellen Relativitätstheorie sofort begriffen. Sein Einfluss trug maßgeblich zur schnellen und breiten Akzeptanz dieser Theorie in ganz Deutschland bei. Planck leistete auch bedeutende Beiträge zur Erweiterung der speziellen Relativitätstheorie, insbesondere durch die Neuformulierung im Sinne der klassischen Aktion.

Planck lehnte zunächst Einsteins Hypothese der Lichtquanten (Photonen) ab, die auf der Entdeckung von Heinrich Hertz im Jahr 1887 und den nachfolgenden Untersuchungen von Philipp Lenard zum photoelektrischen Effekt beruhte. Er zögerte, Maxwells etablierte Theorie der Elektrodynamik völlig aufzugeben, und behauptete: „Die Theorie des Lichts würde nicht um Jahrzehnte, sondern um Jahrhunderte zurückgeworfen werden, in die Zeit, als Christiaan Huygens es wagte, gegen die mächtige Emissionstheorie von Isaac Newton zu kämpfen ...“

Im Jahr 1910 hob Einstein das anomale Verhalten der spezifischen Wärme bei niedrigen Temperaturen als ein weiteres Phänomen hervor, das mit der klassischen Physik unerklärlich sei. Als Reaktion auf die wachsende Zahl von Widersprüchen organisierten Planck und Walther Nernst 1911 die Erste Solvay-Konferenz in Brüssel. Bei diesem entscheidenden Treffen gelang es Einstein, Planck erfolgreich zu überzeugen.

Gleichzeitig wurde Planck zum Dekan der Berliner Universität ernannt, eine Position, die es ihm ermöglichte, Einstein 1914 nach Berlin einzuladen und für ihn eine neue Professur einzurichten. Die beiden Wissenschaftler entwickelten bald eine enge Freundschaft und trafen sich häufig, um gemeinsam zu musizieren.

Erster Weltkrieg

Zu Beginn des Ersten Weltkriegs teilte Planck die vorherrschende öffentliche Begeisterung und schrieb: „Neben vielem Schrecklichen gibt es auch vieles, das unerwartet groß und schön ist: die reibungslose Lösung der schwierigsten innenpolitischen Probleme durch die Vereinigung aller Parteien (und) ... die Verherrlichung von allem Guten und Edlen.“ Planck war auch Unterzeichner des berüchtigten „Manifests der 93 Intellektuellen“, einem Dokument polemischer Kriegspropaganda, im Gegensatz zu Einstein, der eine streng pazifistische Haltung vertrat, die beinahe zu seiner Inhaftierung geführt hätte, die nur durch seine Schweizer Staatsbürgerschaft abgewendet werden konnte.

Im Jahr 1915, während Italien eine neutrale Macht blieb, setzte sich Planck erfolgreich für eine wissenschaftliche Arbeit aus Italien ein, die anschließend eine Auszeichnung der Preußischen Akademie erhielt Wissenschaften, wo Planck einer von vier ständigen Präsidenten war.

Nachkrieg und Weimarer Republik

Während der turbulenten Zeit nach dem Ersten Weltkrieg forderte Planck, der zur herausragenden Persönlichkeit der deutschen Physik geworden war, seine Kollegen auf, „durchzuhalten und weiterzuarbeiten“.

Im Oktober 1920 gründete Planck gemeinsam mit Fritz Haber die Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft, eine Organisation, die sich der Sicherung der finanziellen Unterstützung wissenschaftlicher Forschung widmete. Ein erheblicher Teil der von dieser Einrichtung verteilten Mittel stammte aus internationalen Quellen.

Planck hatte herausragende Rollen an Institutionen wie der Universität Berlin, der Preußischen Akademie der Wissenschaften, der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft (später 1948 in Max-Planck-Gesellschaft umbenannt) inne. Allerdings schränkte die in dieser Zeit vorherrschende wirtschaftliche Instabilität in Deutschland seine Fähigkeit, persönliche Forschung zu betreiben, stark ein.

In der Zwischenkriegszeit trat Planck der Deutschen Volkspartei bei, der politischen Vereinigung des Friedensnobelpreisträgers Gustav Stresemann, die sich für eine liberale Innenpolitik und einen revisionistischeren Ansatz in internationalen Angelegenheiten einsetzte.

Planck lehnte die Einführung des allgemeinen Wahlrechts ab und führte den Aufstieg der Nazi-Diktatur anschließend auf „den Aufstieg“ zurück der Herrschaft der Massen.“

Quantenmechanik

In den späten 1920er Jahren hatten Niels Bohr, Werner Heisenberg und Wolfgang Pauli die Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik entwickelt, ein Rahmenwerk, das Planck zusammen mit Schrödinger, Laue und Einstein zunächst ablehnte. Planck ging davon aus, dass die Wellenmechanik bald die Quantentheorie ablösen würde – ein Gebiet, auf dem er Pionierarbeit geleistet hatte. Diese Erwartung erwies sich jedoch als falsch, da spätere Forschungen trotz der philosophischen Vorbehalte sowohl von Planck als auch von Einstein stets die grundlegende und dauerhafte Bedeutung der Quantentheorie bestätigten. In diesem Zusammenhang stieß Planck auf die Gültigkeit einer früheren Beobachtung, die er während seiner Jugendkämpfe gegen etablierte wissenschaftliche Paradigmen gemacht hatte: „Eine neue wissenschaftliche Wahrheit triumphiert nicht dadurch, dass sie ihre Gegner überzeugt und sie ans Licht bringt, sondern vielmehr dadurch, dass ihre Gegner schließlich sterben und eine neue Generation heranwächst, die mit ihr vertraut ist.“ Trotz seiner häufigen Zitierung hatte dieser Aphorismus schon zu Plancks Lebzeiten mehrere Gegenbeispiele. Beispielsweise erlangten Charles Darwins Konzepte aus On the Origin of Species innerhalb nur eines Jahrzehnts allgemeine Akzeptanz bei 75 % der britischen Wissenschaftler. Umgekehrt stellte der Wissenschaftshistoriker I. Bernard Cohen fest, dass Plancks eigene Theorien von seinen Zeitgenossen weitgehend angenommen wurden. Ebenso wurde die Theorie der Plattentektonik innerhalb eines Jahrzehnts von Geologen übernommen, wie ihre Aufnahme in Lehrbücher beweist. Untersuchungen von K. Brad Wray zur Entwicklung wissenschaftlicher Ideen zeigen, dass ältere Wissenschaftler nur eine geringe Zurückhaltung gegenüber neuen Konzeptualisierungen zeigen.

Die Nazi-Diktatur und der Zweite Weltkrieg

Nach der Machtübernahme des Nazi-Regimes im Jahr 1933 musste der damals 74-jährige Planck die Entlassung und Demütigung zahlreicher jüdischer Freunde und Kollegen sowie die Emigration Hunderter Wissenschaftler aus Nazi-Deutschland miterleben. Er bekräftigte seinen Aufruf zum „Durchhalten und Weiterarbeiten“ und forderte Wissenschaftler, die über eine Auswanderung nachdenken, auf, in Deutschland zu bleiben. Trotz dieser Haltung ermöglichte er nach Kranolds Verhaftung die Auswanderung seines Neffen, des Ökonomen Hermann Kranold, nach London. Planck hegte die Hoffnung, dass die politische Krise bald abklingen und sich die Bedingungen verbessern würden.

Otto Hahn forderte Planck auf, prominente deutsche Professoren zusammenzubringen, um eine öffentliche Erklärung abzugeben, in der er die Verfolgung jüdischer Akademiker verurteilte. Planck entgegnete jedoch: „Wenn es Ihnen heute gelingt, 30 solcher Herren zu versammeln, dann werden morgen 150 andere kommen und sich dagegen aussprechen, weil sie begierig darauf sind, die Positionen der anderen zu übernehmen.“ Unter Plancks Leitung verzichtete die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft (KWG) weitgehend auf eine direkte Konfrontation mit dem NS-Regime, mit Ausnahme ihres Eintretens für den jüdischen Wissenschaftler Fritz Haber. Im Mai 1933 bemühte sich Planck um eine Audienz beim neu ernannten deutschen Reichskanzler Adolf Hitler, um die Angelegenheit anzusprechen. Planck argumentierte, dass die „erzwungene Auswanderung der Juden die deutsche Wissenschaft zerstören würde und Juden gute Deutsche sein könnten“. Hitlers Antwort war: „Aber wir haben nichts gegen die Juden, nur gegen Kommunisten.“ Dieser Austausch machte Plancks Bemühungen vergeblich, da Hitlers Behauptung, dass „die Juden alle Kommunisten und diese meine Feinde sind“, jede Grundlage für weitere Verhandlungen beseitigte. Im folgenden Jahr, 1934, verstarb Haber im Exil.

Im folgenden Jahr organisierte Planck, der seit 1930 der KWG vorstand, eine formelle Gedenkveranstaltung für Haber, wobei er eine etwas trotzige Haltung einnahm. Darüber hinaus ermöglichte er diskret die Weiterbeschäftigung mehrerer jüdischer Wissenschaftler in KWG-Einrichtungen über einen Zeitraum von Jahren. 1936 endete seine Amtszeit als KWG-Präsident und das NS-Regime übte Druck aus, um ihn von einer Wiederwahl abzuhalten.

Inmitten der eskalierenden politischen Feindseligkeit in Deutschland griff Johannes Stark, ein führender Befürworter der Deutschen Physik (auch bekannt als „Deutsche Physik“ oder „Arische Physik“), Planck, Arnold Sommerfeld und Heisenberg öffentlich an. Er kritisierte, dass sie weiterhin Einsteins Theorien lehrten, und bezeichnete sie abwertend als „weiße Juden“. Das „Hauptamt Wissenschaft“, die NS-Regierungsbehörde für wissenschaftliche Angelegenheiten, leitete eine Untersuchung zu Plancks Abstammung ein und behauptete, er sei „1/16 Jude“, eine Behauptung, die Planck widerlegte.

Im Jahr 1938 feierte Planck seinen 80. Geburtstag. Die DPG feierte diesen Meilenstein mit einem Festakt, bei dem die Max-Planck-Medaille, die 1928 als höchste Auszeichnung der DPG eingeführt wurde, an den französischen Physiker Louis de Broglie verliehen wurde. Ende 1938 wurde die verbleibende Autonomie der Preußischen Akademie ausgerottet, da sie im Einklang mit der Politik der Gleichschaltung vom NS-Regime übernommen wurde. Planck brachte seinen Widerspruch zum Ausdruck, indem er sein Präsidentenamt aufgab. Er pflegte einen aktiven Reiseplan und hielt zahlreiche öffentliche Vorträge, darunter seinen Diskurs über Religion und Wissenschaft. Bemerkenswerterweise behielt er fünf Jahre später die körperliche Fähigkeit, 3.000-Meter-Gipfel in den Alpen zu besteigen.

Während des Zweiten Weltkriegs zwangen die immer häufigeren Bombenangriffe der Alliierten auf Berlin Planck und seine Frau, vorübergehend aus der Stadt in eine ländliche Gegend zu ziehen. 1942 formulierte er: „In mir hat sich ein brennender Wunsch entwickelt, diese Krise zu ertragen und lange genug zu überleben, um den entscheidenden Moment, den Beginn eines neuen Aufstiegs, miterleben zu können.“ Im Februar 1944 wurde seine Berliner Residenz durch einen Luftangriff völlig zerstört, was zur vollständigen Zerstörung seiner wissenschaftlichen Archive und seiner Korrespondenz führte. Anschließend geriet sein ländlicher Zufluchtsort durch den schnellen Vormarsch der alliierten Streitkräfte von beiden Fronten in Gefahr.

Im Jahr 1944 wurde Plancks Sohn Erwin von der Gestapo festgenommen, nachdem während des Anschlags vom 20. Juli ein Attentat auf Hitler verübt worden war. Er stand vor Gericht und wurde im Oktober 1944 vom Volksgerichtshof zum Tode verurteilt. Erwin wurde im Januar 1945 im Berliner Gefängnis Plötzensee durch Erhängen hingerichtet. Der Tod seines Sohnes beeinträchtigte Plancks Lebenswillen erheblich.

Persönliches Leben und Untergang

Im März 1887 heiratete Planck Marie Merck (1861–1909), die Schwester einer ehemaligen Schulkameradin, und sie zogen anschließend in eine Untermietwohnung in Kiel. Aus der Ehe gingen vier Kinder hervor: Karl (1888–1916), die Zwillinge Emma (1889–1919) und Grete (1889–1917) und Erwin (1893–1945).

Nach ihrem Aufenthalt in einer Berliner Wohnung richtete die Familie Planck ihr Zuhause in einer Villa in der Wangenheimstraße 21 in Berlin-Grunewald ein. In der Nähe ihres Wohnsitzes befanden sich mehrere andere Professoren der Universität Berlin, insbesondere der Theologe Adolf von Harnack, mit dem Planck eine enge Freundschaft entwickelte. Der Planck-Haushalt entwickelte sich schnell zu einem bedeutenden sozialen und kulturellen Zentrum. Namhafte Wissenschaftler, darunter Albert Einstein, Otto Hahn und Lise Meitner, waren regelmäßige Gäste. Die Praxis gemeinsamer musikalischer Darbietungen hatte zuvor im Helmholtz-Haushalt Tradition gehabt.

Nach mehreren Jahren zufriedener Ehe verstarb Marie Planck im Juli 1909, als mögliche Ursache wurde Tuberkulose identifiziert.

Im März 1911 ging Planck eine zweite Ehe mit Marga von Hoesslin (1882–1948) ein; Ihr fünftes Kind, Hermann, wurde im Dezember geboren.

Während des Ersten Weltkriegs geriet Plancks zweiter Sohn Erwin 1914 in französische Kriegsgefangenschaft, gleichzeitig mit seinem ältesten Sohn Karl, der im Gefecht in Verdun fiel. Grete verstarb 1917 bei der Geburt ihres ersten Kindes. Ihre Schwester erlebte zwei Jahre später ein ähnliches Schicksal, als sie Gretes Witwer heiratete. Beide Enkelinnen überlebten und wurden anschließend zu Ehren ihrer Mütter benannt. Planck begegnete diesen schweren Verlusten mit Stoizismus.

Im Januar 1945 wurde Erwin Planck, zu dem sein Vater eine besonders enge Bindung verband, vom Volksgerichtshof wegen seiner Beteiligung an dem erfolglosen Attentat auf Hitler im Juli 1944 zum Tode verurteilt. Erwins Hinrichtung erfolgte am 23. Januar 1945.

Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs wurden Planck, seine zweite Frau und ihr Sohn in die Wohnung eines Verwandten in Göttingen umgesiedelt, wo Planck am 4. Oktober 1947 verstarb. Seine Beerdigung fand auf dem Stadtfriedhof in Göttingen statt.

Im Gegensatz zu Bohrs Perspektive behauptete Planck, dass die Außenwelt unabhängig von der menschlichen Beobachtung existierte und eine absolute Realität darstellte. Er betrachtete das Bemühen, die Gesetze dieses Absoluten zu entdecken, als das tiefgreifendste wissenschaftliche Unterfangen.

Albert Einstein beschrieb ihn in seiner Einleitung zu Plancks Veröffentlichung mit dem Titel Where Is Science Going? als „einen der wenigen Gläubigen im Tempel der Wissenschaft, die noch bleiben würden, wenn ein Engel Gottes herabsteigen und all jene unbedeutenden Wissenschaftler aus dem Tempel vertreiben würde, die unter anderen Umständen Politiker oder Industriekapitäne werden könnten.“

Religiöse Perspektiven

Planck war Mitglied der Lutherischen Kirche in Deutschland und zeigte große Toleranz gegenüber unterschiedlichen religiösen und philosophischen Perspektiven. In einem Vortrag von 1937 mit dem Titel „Religion und Naturwissenschaft“ brachte er zum Ausdruck, dass religiöse Symbole und Rituale ein wesentlicher Bestandteil der Fähigkeit eines Gläubigen zur Gottesverehrung seien, betonte aber gleichzeitig, dass diese Symbole eine unvollkommene Darstellung der Göttlichkeit darstellten. Er kritisierte den Atheismus dafür, dass er sich damit beschäftigte, solche Symbole zu verspotten, warnte die Gläubigen aber auch davor, ihre Bedeutung zu überschätzen.

Im Jahr 1944 formulierte Planck: „Als Mann, der sein ganzes Leben der klarsten Wissenschaft, dem Studium der Materie, gewidmet hat, kann ich Ihnen aufgrund meiner Forschungen über Atome Folgendes sagen: Es gibt keine Materie als solche. Alle Materie entsteht und existiert nur aufgrund einer Kraft, die das Teilchen dazu bringt.“ ein Atom zur Schwingung und hält dieses kleinste Sonnensystem des Atoms zusammen. Wir müssen davon ausgehen, dass hinter dieser Kraft ein bewusster und intelligenter Geist steckt am Ende aller Überlegungen … Für erstere ist er das Fundament, für letztere die Krone des Gebäudes jeder verallgemeinerten Weltanschauung.“

Zudem stellte Planck fest:

...“glauben“ bedeutet „als Wahrheit erkennen“, und die auf unbestreitbar sicheren Wegen immer weiter voranschreitende Naturerkenntnis hat es einem naturwissenschaftlich geschulten Menschen völlig unmöglich gemacht, die vielen widersprüchlichen Berichte über außergewöhnliche Ereignisse als wahr anzuerkennen die Naturgesetze und Wunder, die gemeinhin immer noch als wesentliche Stützen und Bestätigungen religiöser Lehren angesehen werden und die früher ohne Zweifel oder Kritik als schlichte Tatsachen akzeptiert wurden. Der Glaube an Wunder muss Schritt für Schritt zurückgehen, bevor die Wissenschaft unaufhaltsam und zuverlässig voranschreitet, und wir können nicht daran zweifeln, dass er früher oder später völlig verschwinden muss.

Der angesehene Wissenschaftshistoriker John L. Heilbron bezeichnete Plancks theologische Ansichten als deistisch. Heilbron berichtete weiter, dass Planck auf die Frage nach seiner Religionszugehörigkeit angab, dass er zwar stets ein tiefes Gefühl der Religiosität bewahrt habe, aber nicht „an einen persönlichen Gott, geschweige denn an einen christlichen Gott“ glaube.

Philosophischer Übergang zum wissenschaftlichen Realismus

Obwohl Planck zunächst den Positivismus von Ernst Mach unterstützte, löste seine spätere Entdeckung des Wirkungsquantums einen Wandel hin zum wissenschaftlichen Realismus aus. Er behauptete, dass das „Weltbild“ der Physik auf objektiven Realitäten basieren sollte, die unabhängig von menschlicher Beobachtung existieren.

Diese philosophische Position gipfelte in einer bemerkenswerten öffentlichen Meinungsverschiedenheit mit Mach im Jahr 1908. Plancks Überzeugung von einem objektiven, kausal bestimmten Universum, definiert durch „Absolutheiten“, war ein wesentlicher Faktor für seine frühe und unerschütterliche Unterstützung von Einsteins Relativitätstheorie. Umgekehrt machte ihn gerade dieser Realismus später zu einem prominenten Kritiker des probabilistischen Rahmens, der der Kopenhagener Interpretation innewohnt, die von Niels Bohr vertreten wurde.

Musikalische Beschäftigungen und absolute Tonhöhe

Planck war ein außergewöhnlich versierter Musiker, ausgestattet mit absolutem Gehör. Er zeigte Talent als Pianist, Organist und Cellist und komponierte während seiner Studienzeit sogar eine Oper mit dem Titel Die Liebe im Walde.

Plancks Wohnsitz in Berlin fungierte Zeit seines Lebens als bedeutender kultureller Mittelpunkt, wo er regelmäßig musikalische Soirées veranstaltete. Bei diesen Zusammenkünften traten häufig Albert Einstein an der Geige und der angesehene Geiger Joseph Joachim auf. Planck bemerkte einmal, dass sowohl die Gesetze der Physik als auch die Gesetze der Harmonie unterschiedliche Wege zum Verständnis universeller Absolutheiten bieten.

Auszeichnungen und Anerkennung

Mitgliedschaften

Bestellungen

Auszeichnungen

Gedenkfeier

• Im Jahr 1953 gab die Deutsche Post Berlin im Rahmen ihrer Serie „Männer aus der Berliner Geschichte“ eine 30-Pfennig-Briefmarke mit Max Planck heraus.
• Zwischen 1957 und 1971 trugen die 2-DM-Münzen der Bundesrepublik Deutschland ein Porträt von Max Planck.
• Eine Gedenktafel wurde 1958 auf dem Vorplatz der Humboldt-Universität zu Berlin enthüllt.
• Im Jahr 1958 schenkte die Max-Planck-Gesellschaft der Physikalischen Gesellschaft der Deutschen Demokratischen Republik (DDR) eine Planck-Büste, die ursprünglich im Jahr 1939 geschaffen wurde. Diese Büste ist seit 1991 im Magnushaus ausgestellt.
• Der Mondkrater Planck und das angrenzende Vallis Planck wurden 1970 zu Ehren von Planck benannt.
• Zum Gedenken an Plancks 125. Geburtstag im Jahr 1983 gab die Deutsche Demokratische Republik (DDR) eine 5-Mark-Münze heraus. Diese Münze war nicht für den allgemeinen Umlauf bestimmt, sondern wurde in erster Linie für den Erwerb von Fremdwährungen vermarktet.
• Eine Gedenktafel wurde 1989 an Plancks ehemaligem Wohnsitz in Berlin-Grunewald enthüllt.
• Sein 150. Geburtstag im Jahr 2008 wurde mit der Ausgabe einer Sonderbriefmarke und einer 10-Euro-Gedenkmünze aus Silber gefeiert.
• Das Max Planck Florida Institute For Neuroscience nahm 2013 seinen Betrieb in Jupiter, Florida, auf.
• Am 23. April 2014 feierte Google Plancks 156. Geburtstag mit einem speziellen Google Doodle.
• Im Jahr 2022 wurde in der Walhalla eine Büste von Planck aufgestellt.

Veröffentlichungen

• Planck, M. (1900a). „Über eine Verbesserung der Wienschen Gleichung für das Spektrum“. Tagungsband der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. §34§: 202–204.ter Haar, D. (1967). Die alte Quantentheorie (PDF) 66029628. Archiviert vom Original (PDF) am 13. Februar 2024. Abgerufen am 31. Dezember 2025.Planck, M. (1900b). „Zur Theorie des Energieverteilungsgesetzes des Normalspektrums“. Tagungsband der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. §34§: 237.ter Haar, D. (1967). "On the Theory of the Energy Distribution Law of the Normal Spectrum". 20, 2016. Abgerufen am 5. April 2014.Planck, M. (1900c). „Entropie und Temperatur strahlender Wärme“. Annalen der Physik. 306 (4): 719–737. Bibcode:1900AnP...306..719P. doi:10.1002/andp.19003060410.Planck, M. (1900d). „Über irreversible Strahlungsvorgänge“. Annalen der Physik. 306 (1): 69–122. Bibcode:1900AnP...306...69P. doi:10.1002/andp.19003060105.Planck, M. (1901). „Über das Gesetz der Energieverteilung im Normalspektrum“. Annalen der Physik. 309 (3): 553–563. Bibcode:1901AnP...309..553P. doi:10.1002/andp.19013090310.Ando, K. „On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum“ (PDF) Archiviert vom Original (PDF) am 6. Oktober 2011. Abgerufen am 13. Oktober 2011.Planck, M. (1903). Abhandlung über Thermodynamik. Ogg, A. (übersetzt). London: Longmans, Green & Co. OL 7246691M.Planck, M. (1906). Vorlesungen über die Theorie der Wärmestrahlung. Leipzig: J.A. Barth. LCCN 07004527.Planck, M. (1914). Die Theorie der Wärmestrahlung. Masius, M. (übersetzt) ​​(2. Aufl.). P. Blakistons Sohn & Co. OL 7154661M.Planck, M. (1915). Acht Vorlesungen über Theoretische Physik. Übersetzt von Albert Potter Wills.Planck, M. (1908). Prinzip der Erhaltung der Energie.Planck, M. (1943). „Zur Geschichte der Entdeckung des physikalischen Wirkungsquantums“. Naturwissenschaften. 31 (14–15): 153–159. Bibcode:1943NW......31..153P. doi:10.1007/BF01475738. S2CID 44899488.
  • Deutsche Erfinder und Entdecker
  • Statue von Max Planck
  • Notizen

  Notizen

  
  

  Referenzen

  Quellen

  • Aczel, Amir D. Entanglement, Kapitel 4. (Penguin, 2003) ISBN 978-0-452-28457-9
  • Heilbron, J. L. (2000). Die Dilemmata eines aufrechten Mannes: Max Planck und die Geschicke der deutschen Wissenschaft. Harvard University Press. ISBN 0-674-00439-6.
  • Rosenthal-Schneider, Ilse. Realität und wissenschaftliche Wahrheit: Diskussionen mit Einstein, von Laue und Planck. Wayne State University, 1980. ISBN 0-8143-1650-6.
  • Werke von Max Planck im Projekt Gutenberg
  • Werke von oder über Max Planck im Internet Archive
  • Kommentierte Bibliographie für Max Planck aus der Alsos Digital Library for Nuclear Issues
  • Max Planck Biografie – com
  • Max Planck – Selbstdarstellung im Filmportrait (1942), [Filmisches Selbstporträt von Max Planck], Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, 1942
  • Leben – Werk – Persönlichkeit – Ausstellung zum 50. Todestag von Planck
  • Zeitungsausschnitte über Max Planck im Pressearchiv 20. Jahrhundert der ZBW