Max Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck (; tedesco: [ˈmaks ˈplaŋk]; 23 aprile 1858 – 4 ottobre 1947) è stato un fisico teorico tedesco che ha ricevuto il Premio Nobel per la fisica nel 1918. Il premio ha riconosciuto il suo contributo significativo al progresso della fisica attraverso la scoperta rivoluzionaria dei quanti di energia.

Max Karl Ernst Ludwig Planck (; tedesco: [ˈmaksˈplaŋk] ; 23 aprile 1858 – 4 ottobre 1947) è stato un fisico teorico tedesco. Vinse il Premio Nobel per la fisica nel 1918 "per i servizi resi al progresso della fisica con la scoperta dei quanti di energia".

Sebbene Planck abbia contribuito ampiamente alla fisica teorica, la sua fama deriva principalmente dal suo ruolo fondamentale come ideatore della teoria quantistica e figura fondamentale nella fisica moderna, che ha trasformato radicalmente la comprensione dei processi atomici e subatomici. È anche riconosciuto per la costante di Planck, ${\displaystyle h}$, un concetto di fondamentale importanza nella fisica quantistica. Questa costante fu determinante nella sua derivazione di un sistema di unità, ora noto come unità di Planck, definito esclusivamente da costanti fisiche. Inoltre, la relazione di Planck, E= ${\displaystyle h}$ν, stabilisce che l'energia di un fotone è direttamente proporzionale alla sua frequenza.

Planck è stato presidente della Kaiser Wilhelm Society per due mandati. Nel 1948, questa organizzazione fu ribattezzata Max Planck Society e attualmente comprende 83 istituzioni dedicate a un ampio spettro di discipline scientifiche.

Primi anni di vita e istruzione

Max Karl Ernst Ludwig Planck nacque il 23 aprile 1858 a Kiel, che allora faceva parte del Ducato di Holstein. Era il figlio di Johann Julius Wilhelm Planck e della sua seconda moglie, Emma Patzig. Al suo battesimo ricevette il nome Karl Ernst Ludwig Marx Planck, con Marx designato come "nome appellativo". Tuttavia, all'età di dieci anni, iniziò a firmarsi Max, una pratica che mantenne per tutta la vita.

Planck proveniva da una distinta stirpe intellettuale. Sia il bisnonno paterno che il nonno ricoprivano incarichi di professori di teologia a Gottinga. Suo padre era professore di diritto presso le Università di Kiel e Monaco di Baviera e uno dei suoi zii era giudice.

Planck era il sesto figlio della sua famiglia, con due fratelli nati dal precedente matrimonio di suo padre. La guerra era prevalente durante la prima infanzia di Planck e uno dei suoi primi ricordi riguardava l'ingresso delle truppe prussiane e austriache a Kiel durante la seconda guerra dello Schleswig nel 1864.

Nel 1867, la famiglia di Planck si trasferì a Monaco, dove successivamente si iscrisse al Maximiliansgymnasium. La sua attitudine matematica divenne presto evidente e in seguito ricevette istruzioni da Hermann Müller, un matematico che riconobbe il potenziale di Planck. Müller lo istruì in astronomia, meccanica e matematica avanzata, e fu attraverso Müller che Planck incontrò per la prima volta la legge di conservazione dell'energia, segnando il suo impegno iniziale nel campo della fisica. Planck completò gli studi all'età di 17 anni, diplomandosi prima del previsto.

Planck possedeva un notevole talento musicale; prese lezioni di canto, suonò il pianoforte, l'organo e il violoncello e compose sia canzoni che opere. Secondo Britannica, "Possedeva il dono dell'orecchio assoluto ed era un eccellente pianista che trovava quotidianamente serenità e piacere alla tastiera, apprezzando soprattutto le opere di Schubert e Brahms."

Nel 1874 Planck si iscrisse all'Università di Monaco. Sotto la guida del professor Philipp von Jolly, Planck condusse l'unico lavoro sperimentale della sua carriera scientifica, studiando la diffusione dell'idrogeno attraverso il platino riscaldato, prima di passare alla fisica teorica. Jolly mise in guardia Planck dal perseguire la fisica teorica, e Planck ricordò che nel 1878 Jolly sosteneva che la fisica era prossima al completamento, descrivendola come una "scienza altamente sviluppata, quasi completamente matura, che attraverso il coronamento della scoperta del principio di conservazione dell'energia prenderà probabilmente presto la sua forma finale e stabile". von Helmholtz e Gustav Kirchhoff e il matematico Karl Weierstrass. Planck notò che Helmholtz spesso appariva impreparato, parlava a un ritmo lento, spesso commetteva errori nei calcoli e generalmente disimpegnava il suo pubblico. Al contrario, Kirchhoff teneva conferenze meticolosamente preparate che venivano percepite come secche e monotone. Nonostante queste osservazioni, Planck sviluppò presto una stretta amicizia con Helmholtz. Durante la sua permanenza a Berlino, si dedicò principalmente allo studio autonomo delle opere di Rudolf Clausius, un'attività che alla fine guidò la sua decisione di specializzarsi in termodinamica.

Nell'ottobre 1878 Planck completò con successo gli esami di abilitazione e nel febbraio 1879 presentò e difese la sua tesi di dottorato, Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie (Sulla seconda legge della teoria del calore meccanico). Successivamente, ricoprì un breve incarico di insegnante di matematica e fisica nella sua ex scuola di Monaco.

Nel 1880, Planck aveva conseguito le due qualifiche accademiche più prestigiose disponibili in Europa. Il primo era un dottorato, assegnato dopo la presentazione della sua tesi che dettagliava la sua ricerca e la teoria termodinamica. Successivamente, ha presentato la sua venia legendi, o tesi di abilitazione, dal titolo Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen (Stati di equilibrio di corpi isotropi a diverse temperature).

Carriera e ricerca

Nel 1880, Planck fu nominato Privatdozent (un docente non retribuito) a Monaco, in attesa di una nomina accademica formale. Sebbene inizialmente ricevette un riconoscimento limitato da parte della comunità accademica, avanzò in modo indipendente la sua ricerca sulla teoria del calore, derivando successivamente formalismi termodinamici identici a quelli sviluppati da Gibbs, anche se senza una conoscenza preliminare del lavoro di Gibbs. I concetti fondamentali dell'entropia di Clausius erano centrali nelle sue indagini.

Nell'aprile 1885, Planck fu nominato professore associato di fisica teorica presso l'Università di Kiel. La sua ricerca successiva si concentrò sull'entropia e sulle sue applicazioni, in particolare nell'ambito della chimica fisica. Nel 1897 pubblicò la sua opera fondamentale, il Trattato sulla termodinamica. Inoltre, avanzò le basi termodinamiche per la teoria della dissociazione elettrolitica di Svante Arrhenius.

Nel 1889, Planck fu nominato per succedere alla cattedra di Kirchhoff presso l'Università di Berlino - una mossa probabilmente facilitata dall'intervento di Helmholtz - e nel 1892 raggiunse il grado di professore ordinario. Nel 1907 rifiutò un'offerta per assumere la precedente posizione di Ludwig Boltzmann a Vienna, optando invece di rimanere a Berlino. Nel 1909, mentre prestava servizio come professore all'Università di Berlino, ricevette un invito a tenere le Ernest Kempton Adams Lectures in Theoretical Physics alla Columbia University di New York City. Queste conferenze furono successivamente tradotte e co-pubblicate dal professore della Columbia University AP Wills. Il suo ritiro da Berlino avvenne il 10 gennaio 1926, con Erwin Schrödinger nominato suo successore.

Professore all'Università di Berlino

Come professore all'Università di Berlino, Planck divenne membro della locale Società di Fisica. Riflettendo su questo periodo, in seguito osservò: "A quel tempo, ero essenzialmente l'unico fisico teorico lì, il che rendeva le cose piuttosto impegnative per me, poiché le mie discussioni sull'entropia non erano particolarmente in voga, essendo considerate un mero fantasma matematico". Grazie alla sua guida, le diverse società di fisica locali in tutta la Germania si unirono nel 1898 per fondare la Società tedesca di fisica (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG), un'organizzazione che successivamente presiedette dal 1905 al 1909.

Planck iniziò una serie di conferenze di sei semestri sulla fisica teorica, definita da Lise Meitner come "secca, alquanto impersonale", mentre un partecipante inglese, James R. Partington, lo lodò perché "non usava appunti, non faceva mai errori, non vacillava mai; il miglior conferenziere che abbia mai sentito", notando inoltre le condizioni di affollamento: "C'erano sempre molti in piedi intorno alla stanza. Dato che l'aula era ben riscaldata e piuttosto vicina, alcuni degli ascoltatori di tanto in tanto scendevano in pavimento, ma questo non ha disturbato la conferenza." Nonostante la sua influenza, Planck non coltivò una "scuola" accademica distinta; i suoi studenti laureati erano circa 20, tra cui:

• 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)

Entropia

La termodinamica, definita "teoria meccanica del calore" alla fine del XIX secolo, ha avuto origine all'inizio di quel secolo dagli sforzi per comprendere e migliorare l'efficienza operativa dei motori a vapore. Durante gli anni Quaranta dell’Ottocento, diversi ricercatori identificarono e articolarono in modo indipendente il principio di conservazione dell’energia, successivamente riconosciuto come la prima legge della termodinamica. Rudolf Clausius, nel 1850, presentò formalmente la seconda legge della termodinamica, postulando che il trasferimento spontaneo di energia avviene esclusivamente da un corpo più caldo a uno più freddo, mai al contrario. Allo stesso tempo, in Inghilterra, William Thomson arrivò indipendentemente ad una conclusione identica.

Clausius perfezionò progressivamente la sua formulazione, culminando in una nuova articolazione nel 1865. A questo scopo introdusse il concetto di entropia, che definì come la misura del calore fornito in modo reversibile rispetto alla temperatura assoluta.

Questa nuova formulazione della seconda legge, che rimane pertinente, affermava: "L'entropia può essere creata, ma mai distrutta". Clausius, i cui contributi studiò Planck quando era giovane studente a Berlino, applicò efficacemente questa legge naturale emergente ai fenomeni meccanici, termoelettrici e chimici.

Nella sua tesi del 1879, Planck sintetizzò le opere di Clausius, identificando e successivamente risolvendo incongruenze e imprecisioni nelle loro formulazioni. Inoltre, estese l'applicabilità della seconda legge a tutti i processi naturali, mentre Clausius ne aveva limitato il campo di applicazione ai processi reversibili e termici. Planck ha anche studiato a fondo il concetto nascente di entropia, sottolineando la sua duplice natura sia come proprietà di un sistema fisico che come indicatore dell’irreversibilità del processo: un processo che genera entropia è intrinsecamente irreversibile, dato che la seconda legge impone che l’entropia non può essere annientata. Nei processi reversibili, invece, l’entropia mantiene un valore costante. Elaborò questo principio nel 1887 attraverso una serie di trattati intitolati "Sul principio dell'aumento dell'entropia".

Durante il suo esame dell'entropia, Planck si discostò dall'interpretazione probabilistica molecolare allora dominante, sostenendo che mancava una prova assoluta di universalità. Adottò invece una metodologia fenomenologica e mantenne lo scetticismo nei confronti dell’atomismo. Sebbene in seguito abbandonò questa posizione mentre sviluppava la legge della radiazione, i suoi contributi iniziali dimostrano chiaramente la capacità della termodinamica di risolvere specifiche sfide fisico-chimiche.

La comprensione dell'entropia da parte di Planck comprendeva l'intuizione che lo stato di massima entropia indica equilibrio termodinamico. Il corollario, ovvero che la comprensione dell’entropia consente la derivazione di tutte le leggi che governano gli stati di equilibrio termodinamico, è in linea con le prospettive scientifiche contemporanee. Di conseguenza, Planck diede priorità ai processi di equilibrio nella sua ricerca, indagando, ad esempio, la coesistenza delle fasi e l'equilibrio delle reazioni dei gas, basandosi sulla sua tesi di abilitazione. Questo lavoro pionieristico nel campo della termodinamica chimica suscitò notevole attenzione, spinto dai rapidi progressi dell'epoca nella ricerca chimica.

Contemporaneamente e indipendentemente da Planck, Josiah Willard Gibbs aveva anche chiarito quasi tutti i principi scoperti da Planck riguardo agli equilibri fisico-chimici, pubblicando le sue scoperte dal 1876 in poi. Planck rimase all'oscuro di questi trattati, che furono tradotti in tedesco solo nel 1892. Tuttavia, i due scienziati adottarono metodologie distinte: Planck si concentrò sui processi irreversibili, mentre Gibbs si concentrò sugli equilibri. L'approccio di Gibbs alla fine ottenne un consenso più ampio grazie alla sua intrinseca semplicità, sebbene la metodologia di Planck sia riconosciuta per la sua più ampia universalità.

Elettroliti e soluzioni

Oltre alle sue indagini sull'entropia, Planck dedicò i primi dieci anni della sua carriera scientifica all'esame dei fenomeni elettrici all'interno delle soluzioni. Durante questo periodo, fornì con successo una derivazione teorica per la correlazione tra conduttività della soluzione e diluizione, ponendo così le basi per la teoria contemporanea degli elettroliti. Inoltre, delucida teoricamente le condizioni che determinano le alterazioni dei punti di congelamento e di ebollizione delle soluzioni diluite, fenomeni identificati empiricamente da François-Marie Raoult e Jacobus Henricus van 't Hoff nel 1886.

Radiazione del corpo nero

Nel 1894 Max Planck iniziò le sue ricerche sul fenomeno della radiazione del corpo nero. Questa sfida, articolata da Kirchhoff nel 1859, cercò di determinare la relazione tra l'intensità della radiazione elettromagnetica emessa da un corpo nero (un perfetto assorbitore o radiatore a cavità) e sia la frequenza della radiazione (il suo colore) che la temperatura del corpo. Nonostante fossero state condotte indagini sperimentali, nessun quadro teorico esistente si riconciliava accuratamente con le osservazioni empiriche. La legge di Wilhelm Wien offriva previsioni accurate per le alte frequenze ma si rivelò inadeguata per le basse frequenze. Al contrario, la legge di Rayleigh-Jeans, un modello teorico alternativo, allineato con i dati sperimentali alle basse frequenze ma ha portato alla "catastrofe ultravioletta" alle alte frequenze, una discrepanza prevista dalla fisica classica. È interessante notare, tuttavia, che questo particolare problema non servì come motivazione primaria di Planck, un punto spesso travisato nei testi accademici.

Nel 1899, la soluzione iniziale proposta da Planck, chiamata "principio del disordine elementare", gli permise di dedurre la legge di Wien basata su diverse ipotesi riguardanti l'entropia di un oscillatore ideale, dando vita a quella che divenne nota come legge di Wien-Planck. Tuttavia, i successivi dati sperimentali non riuscirono a corroborare questa nuova legge, con grande sgomento di Planck. Di conseguenza, perfezionò la sua metodologia, portando alla formulazione della versione inaugurale della famosa legge sulla radiazione del corpo nero di Planck, che caratterizzò accuratamente lo spettro del corpo nero osservato empiricamente. Questa legge fu inizialmente presentata in una riunione del DPG il 19 ottobre 1900 e successivamente pubblicata nel 1901. In particolare, questa derivazione preliminare non incorporava né la quantizzazione dell'energia né impiegava la meccanica statistica, un campo che Planck inizialmente considerò con scetticismo. Nel novembre 1900, Planck aveva rivisto questa formulazione iniziale, adottando l'interpretazione statistica di Boltzmann della seconda legge della termodinamica per raggiungere una comprensione più profonda dei principi sottostanti che governavano la sua legge sulla radiazione. Nonostante le sue profonde riserve riguardo alle ramificazioni filosofiche e fisiche della metodologia di Boltzmann, l'adozione di Planck fu, come dichiarò in seguito, "un atto di disperazione... ero pronto a sacrificare qualsiasi delle mie precedenti convinzioni sulla fisica."

L'assunto fondamentale alla base della sua derivazione rivista, svelata al DPG il 14 dicembre 1900, era la proposizione, ora riconosciuta come postulato di Planck, secondo cui l'energia elettromagnetica viene emessa esclusivamente in unità discrete e quantizzate, il che significa che l'energia può esistere solo come multiplo intero di un quanto elementare:

${\displaystyle E=h\nu }$

In questa equazione, h denota la costante di Planck, chiamata anche quanto d'azione di Planck (inizialmente introdotta nel 1899), e ν rappresenta la frequenza della radiazione. È fondamentale notare che le unità di energia elementare in esame sono definite da hν, piuttosto che semplicemente da ν. I fisici contemporanei si riferiscono a questi quanti come fotoni, poiché ogni fotone di una data frequenza ν possiede un'energia distinta e caratteristica. Di conseguenza, l'energia totale a quella frequenza specifica viene calcolata moltiplicando hν per il numero corrispondente di fotoni. Planck ha chiarito questo concetto affermando: "Il calore radiante non è un flusso continuo e divisibile indefinitamente. ... Deve essere definito come una massa discontinua, costituita da unità tutte simili tra loro". Notoriamente definì questi quanti "i penny del mondo atomico".

Inizialmente Planck considerava la quantizzazione semplicemente come "un presupposto puramente formale... in realtà non ci ho pensato molto..."; tuttavia, questo concetto, fondamentalmente incompatibile con la fisica classica, è ora riconosciuto come la genesi della fisica quantistica e il principale risultato intellettuale della carriera di Planck. (Boltzmann aveva già esplorato la possibilità di stati energetici discreti in un sistema fisico in un articolo teorico nel 1877.) La scoperta della costante di Planck gli permise di stabilire un nuovo sistema universale di unità fisiche, come la lunghezza di Planck e la massa di Planck, tutte derivate da costanti fisiche fondamentali, che costituiscono il fondamento di gran parte della teoria quantistica. Nel dicembre 1918, durante una conversazione con il figlio, Planck definì la sua scoperta «una scoperta di prim'ordine, paragonabile forse solo alle scoperte di Newton». Per il suo contributo fondamentale a questo nuovo dominio della fisica, Planck ricevette il Premio Nobel per la fisica nel 1918, che ricevette nel 1919.

Successivamente, Planck fece tentativi infruttuosi di comprendere il significato intrinseco dei quanti di energia. Ha dichiarato: "I miei inutili tentativi di reintegrare in qualche modo il quanto d'azione nella teoria classica si sono protratti per diversi anni e mi hanno causato molti problemi". Anche anni dopo, fisici come Rayleigh, Jeans e Lorentz continuarono a impostare la costante di Planck su zero per allinearla con la fisica classica, nonostante Planck comprendesse chiaramente che questa costante possedeva un valore preciso, diverso da zero. Espresse la sua frustrazione osservando: "Non riesco a capire l'ostinazione di Jeans: è un esempio di teorico che non dovrebbe mai esistere, proprio come Hegel lo fu per la filosofia. Tanto peggio per i fatti se non si adattano". Max Born osservò di Planck: "Era, per natura, una mente conservatrice; non aveva nulla di rivoluzionario ed era assolutamente scettico riguardo alle speculazioni. forte di non aver esitato ad annunciare l'idea più rivoluzionaria che abbia mai scosso la fisica."

Einstein e la teoria della relatività

Nel 1905, Albert Einstein pubblicò tre articoli fondamentali sulla rivista Annalen der Physik. Planck fu tra i pochi eletti che colsero immediatamente le profonde implicazioni della teoria della relatività ristretta. La sua influenza fu determinante nella rapida e diffusa accettazione di questa teoria in tutta la Germania. Planck ha anche dato un contributo significativo all'estensione della teoria della relatività speciale, in particolare riformulandola in termini di azione classica.

Planck inizialmente rifiutò l'ipotesi di Einstein sui quanti di luce (fotoni), che era basata sulla scoperta di Heinrich Hertz del 1887 e sulle successive indagini di Philipp Lenard sull'effetto fotoelettrico. Era riluttante ad abbandonare completamente la consolidata teoria dell'elettrodinamica di Maxwell, affermando: "La teoria della luce sarebbe stata respinta indietro non di decenni, ma di secoli, nell'era in cui Christiaan Huygens osò combattere contro la potente teoria delle emissioni di Isaac Newton..."

Nel 1910, Einstein evidenziò il comportamento anomalo del calore specifico alle basse temperature come un altro fenomeno inspiegabile dalla fisica classica. In risposta al crescente numero di contraddizioni, Planck e Walther Nernst organizzarono la prima conferenza Solvay a Bruxelles nel 1911. Durante questo incontro fondamentale, Einstein persuase con successo Planck.

Contemporaneamente, Planck era stato nominato preside dell'Università di Berlino, una posizione che gli permise di invitare Einstein a Berlino e istituire una nuova cattedra per lui nel 1914. I due scienziati svilupparono presto una stretta amicizia, incontrandosi spesso per suonare insieme.

Prima Guerra Mondiale

All'inizio della Prima Guerra Mondiale, Planck condivise l'entusiasmo prevalente del pubblico, scrivendo che, "Oltre a molto di ciò che è orribile, c'è anche molto di inaspettatamente grande e bello: la soluzione agevole dei più difficili problemi politici interni mediante l'unificazione di tutti i partiti (e)... l'esaltazione di tutto ciò che è buono e nobile." Planck fu anche uno dei firmatari del famigerato "Manifesto dei 93 intellettuali", un documento di propaganda polemica di guerra, in contrasto con Einstein, che mantenne una posizione strettamente pacifista che quasi portò alla sua incarcerazione, scongiurata solo dalla sua cittadinanza svizzera.

Nel 1915, mentre l'Italia rimaneva una potenza neutrale, Planck sostenne con successo un articolo scientifico italiano, che successivamente ricevette un premio dall'Accademia prussiana delle scienze, dove Planck fu uno dei quattro presidenti permanenti.

Il dopoguerra e la Repubblica di Weimar

Durante il tumultuoso periodo successivo alla prima guerra mondiale, Planck, che era diventato la figura preminente della fisica tedesca, esortò i suoi colleghi a "perseverare e continuare a lavorare".

Nell'ottobre 1920, Planck collaborò con Fritz Haber per fondare la Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft, un'organizzazione dedicata a garantire il sostegno finanziario alla ricerca scientifica. Una parte significativa dei fondi distribuiti da questa entità proveniva da fonti internazionali.

Planck occupò ruoli di primo piano presso istituzioni come l'Università di Berlino, l'Accademia prussiana delle scienze, la Società tedesca di fisica e la Società Kaiser Wilhelm (in seguito ribattezzata Società Max Planck nel 1948). Tuttavia, l'instabilità economica prevalente in Germania durante questo periodo limitò gravemente la sua capacità di condurre ricerche personali.

Negli anni tra le due guerre, Planck si unì al Partito popolare tedesco, l'affiliazione politica del premio Nobel per la pace Gustav Stresemann, che sosteneva politiche interne liberali e un approccio più revisionista agli affari internazionali.

Planck si oppose all'implementazione del suffragio universale e successivamente attribuì l'ascesa della dittatura nazista all'"ascesa del dominio del folla."

Meccanica quantistica

Verso la fine degli anni '20, Niels Bohr, Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli avevano sviluppato l'interpretazione di Copenhagen della meccanica quantistica, un quadro che Planck, insieme a Schrödinger, Laue ed Einstein, inizialmente rifiutò. Planck prevedeva che la meccanica ondulatoria avrebbe presto sostituito la teoria quantistica, un campo di cui era stato pioniere. Tuttavia, questa aspettativa si rivelò errata, poiché la ricerca successiva affermò costantemente il significato fondamentale e duraturo della teoria quantistica, nonostante le riserve filosofiche sostenute sia da Planck che da Einstein. In questo contesto, Planck incontrò la validità di una precedente osservazione che aveva fatto durante le sue lotte giovanili contro i paradigmi scientifici consolidati: "Una nuova verità scientifica non trionfa convincendo i suoi oppositori e facendo loro vedere la luce, ma piuttosto perché i suoi oppositori alla fine muoiono, e cresce una nuova generazione che ha familiarità con essa." Nonostante la sua frequente citazione, questo aforisma ebbe numerosi controesempi anche durante la vita di Planck. Ad esempio, i concetti di Charles Darwin tratti da L'origine delle specie hanno ottenuto l'accettazione generale tra il 75% degli scienziati britannici in appena un decennio. Al contrario, lo storico della scienza I. Bernard Cohen osservò che le teorie di Planck furono ampiamente abbracciate dai suoi contemporanei. Allo stesso modo, la teoria della tettonica a placche fu adottata dai geologi nel giro di un decennio, come evidenziato dalla sua inclusione nei libri di testo. La ricerca condotta da K. Brad Wray sull'evoluzione delle idee scientifiche indica che gli scienziati più anziani mostrano solo una riluttanza marginale ad accettare nuove concettualizzazioni.

La dittatura nazista e la seconda guerra mondiale

Dopo l'ascesa al potere del regime nazista nel 1933, Planck, allora 74enne, osservò il licenziamento e l'umiliazione di numerosi amici e colleghi ebrei, insieme all'emigrazione di centinaia di scienziati dalla Germania nazista. Ha ribadito il suo appello a "perseverare e continuare a lavorare", esortando gli scienziati che intendono emigrare a rimanere in Germania. Nonostante questa posizione, ha facilitato l'emigrazione di suo nipote, l'economista Hermann Kranold, a Londra dopo l'arresto di Kranold. Planck nutriva la speranza che la crisi politica si placasse presto e che le condizioni migliorassero.

Otto Hahn chiese a Planck di riunire eminenti professori tedeschi per rilasciare una dichiarazione pubblica in cui condannasse la persecuzione degli accademici ebrei. Planck, tuttavia, rispose: "Se riuscite a riunire oggi 30 di questi signori, domani altri 150 verranno e si esprimeranno contro, perché sono ansiosi di prendere il posto degli altri". Sotto la direzione di Planck, la Kaiser Wilhelm Society (KWG) si astenne in gran parte dal confronto diretto con il regime nazista, con la notevole eccezione della sua difesa dello scienziato ebreo Fritz Haber. Nel maggio 1933, Planck cercò e ottenne un'udienza con il nuovo cancelliere tedesco, Adolf Hitler, per affrontare la questione. Planck sosteneva che "l'emigrazione forzata degli ebrei ucciderebbe la scienza tedesca e gli ebrei potrebbero essere buoni tedeschi". La risposta di Hitler fu: "ma non abbiamo nulla contro gli ebrei, solo contro i comunisti". Questo scambio rese vani gli sforzi di Planck, poiché l'affermazione di Hitler secondo cui "gli ebrei sono tutti comunisti, e questi sono i miei nemici" eliminò ogni base per ulteriori negoziati. L'anno successivo, 1934, Haber morì mentre era in esilio.

L'anno successivo, Planck, che aveva presieduto il KWG dal 1930, orchestrò un evento commemorativo formale per Haber, adottando un approccio alquanto provocatorio. Inoltre, facilitò discretamente l’impiego continuato di diversi scienziati ebrei all’interno delle istituzioni KWG per un periodo di anni. Nel 1936, il suo mandato come presidente del KWG terminò e il regime nazista esercitò pressioni per impedirgli di cercare la rielezione.

Nel mezzo della crescente ostilità politica in Germania, Johannes Stark, uno dei principali sostenitori della Deutsche Physik (nota anche come "fisica tedesca" o "fisica ariana"), attaccò pubblicamente Planck, Arnold Sommerfeld e Heisenberg. Ha criticato la loro continua istruzione sulle teorie di Einstein, etichettandoli in modo peggiorativo "ebrei bianchi". L'"Hauptamt Wissenschaft", l'agenzia governativa nazista per gli affari scientifici, avviò un'indagine sulla discendenza di Planck, sostenendo che fosse "1/16 ebreo", un'affermazione che Planck confutò.

Planck compì il suo ottantesimo compleanno nel 1938. La DPG ha commemorato questo traguardo con una cerimonia in cui la medaglia Max-Planck, istituita nel 1928 come il premio più illustre della DPG, è stata conferita al fisico francese Louis de Broglie. Verso la fine del 1938, l'autonomia residua dell'Accademia prussiana fu sradicata poiché fu assorbita dal regime nazista, in linea con la loro politica di Gleichschaltung. Planck ha espresso il suo dissenso rinunciando al suo ruolo presidenziale. Mantenne un programma di viaggi attivo, tenendo numerose conferenze pubbliche, incluso il suo discorso su Religione e Scienza. Sorprendentemente, cinque anni dopo, mantenne la capacità fisica di scalare le vette di 3.000 metri nelle Alpi.

Durante la seconda guerra mondiale, la crescente frequenza dei bombardamenti alleati su Berlino costrinse Planck e sua moglie a trasferirsi temporaneamente dalla città in una zona rurale. Nel 1942 articolò: "In me si è sviluppato un ardente desiderio di sopportare questa crisi e di sopravvivere sufficientemente a lungo per assistere al momento cruciale, l'inizio di una nuova ascesa". Nel febbraio 1944, la sua residenza berlinese fu completamente demolita da un bombardamento aereo, provocando la completa distruzione dei suoi archivi scientifici e della sua corrispondenza. Successivamente, il suo santuario rurale fu messo in pericolo dalla rapida progressione delle forze alleate da entrambi i fronti.

Nel 1944, il figlio di Planck, Erwin, fu arrestato dalla Gestapo in seguito al tentato assassinio di Hitler durante il complotto del 20 luglio. Affrontò un processo e fu condannato a morte dal Tribunale del popolo nell'ottobre 1944. Erwin fu giustiziato mediante impiccagione nella prigione di Plötzensee a Berlino nel gennaio 1945. La morte di suo figlio diminuì profondamente la voglia di vivere di Planck.

Vita personale e morte

Nel marzo 1887, Planck sposò Marie Merck (1861–1909), la sorella di un ex compagno di scuola, e successivamente si trasferirono in un appartamento in subaffitto a Kiel. Dalla loro unione nacquero quattro figli: Karl (1888–1916), le gemelle Emma (1889–1919) e Grete (1889–1917) ed Erwin (1893–1945).

Dopo aver vissuto in un appartamento a Berlino, la famiglia Planck stabilì la propria casa in una villa situata in Wangenheimstrasse 21 a Berlino-Grunewald. Nelle vicinanze della loro residenza c'erano molti altri professori dell'Università di Berlino, in particolare il teologo Adolf von Harnack, che sviluppò una stretta amicizia con Planck. La famiglia Planck si trasformò rapidamente in un importante centro sociale e culturale. Illustri scienziati, tra cui Albert Einstein, Otto Hahn e Lise Meitner, erano ospiti abituali. La pratica dell'esecuzione musicale collaborativa era stata in precedenza una tradizione all'interno della famiglia Helmholtz.

Dopo diversi anni di soddisfazione coniugale, Marie Planck morì nel luglio 1909, con la tubercolosi identificata come una potenziale causa.

Nel marzo 1911, Planck contrasse un secondo matrimonio con Marga von Hoesslin (1882-1948); il loro quinto figlio, Hermann, nacque in dicembre.

Durante la prima guerra mondiale, il secondo figlio di Planck, Erwin, divenne prigioniero di guerra francese nel 1914, insieme al figlio maggiore, Karl, che fu ucciso in azione a Verdun. Grete morì nel 1917 durante la nascita del suo primo figlio. Sua sorella subì una morte simile due anni dopo, avendo sposato il vedovo di Grete. Entrambe le nipoti sopravvissero e successivamente presero il nome in onore delle loro madri. Planck affrontò queste profonde perdite con stoicismo.

Nel gennaio 1945, Erwin Planck, con il quale suo padre condivideva un legame particolarmente stretto, ricevette una condanna a morte dal Tribunale popolare a causa del suo coinvolgimento nel fallito attentato a Hitler del luglio 1944. L'esecuzione di Erwin avvenne il 23 gennaio 1945.

Dopo la conclusione della seconda guerra mondiale, Planck, la sua seconda moglie e il figlio furono trasferiti nella residenza di un parente a Gottinga, dove Planck morì il 4 ottobre 1947. La sua sepoltura ebbe luogo nello Stadtfriedhof a Gottinga.

Contrariamente alla prospettiva di Bohr, Planck affermava che il mondo esterno esisteva indipendentemente dall'osservazione umana, costituendo una realtà assoluta. Considerava lo sforzo di scoprire le leggi che governano questo assoluto come la ricerca scientifica più profonda.

Albert Einstein, nella sua introduzione alla pubblicazione di Planck intitolata Dove sta andando la scienza?, lo descrisse come "Uno di quei pochi adoratori nel Tempio della Scienza che rimarrebbero ancora se un angelo di Dio scendesse e scacciasse dal tempio tutti quegli scienziati minori, che in circostanze diverse potrebbero diventare politici o capitani d'industria."

Prospettive religiose

Planck era membro della Chiesa luterana in Germania e dimostrò una notevole tolleranza per le diverse prospettive religiose e filosofiche. In una conferenza del 1937, "Religion und Naturwissenschaft" ("Religione e scienze naturali"), articolò che i simboli e i rituali religiosi erano parte integrante della capacità di culto divino di un credente, sottolineando allo stesso tempo che questi simboli offrivano una rappresentazione imperfetta della divinità. Criticò l'ateismo per la sua preoccupazione nel deridere tali simboli, ma mise anche in guardia i credenti dal sopravvalutarne il significato.

Nel 1944, Planck affermò: "Come uomo che ha dedicato tutta la sua vita alla scienza più lucida, allo studio della materia, posso dirvi questo, come risultato della mia ricerca sugli atomi: non esiste la materia in quanto tale. Tutta la materia ha origine ed esiste solo in virtù di una forza che porta la particella di un atomo alla vibrazione e tiene insieme questo minuscolo sistema solare dell'atomo. Dobbiamo supporre che dietro questa forza esista uno spirito cosciente e intelligente [orig. Geist]. Questo spirito è la matrice di tutta la materia."

Planck ha affermato che il concetto di Dio ha importanza sia per i quadri religiosi che per quelli scientifici, anche se attraverso interpretazioni divergenti: "Sia la religione che la scienza richiedono una fede in Dio, per i credenti, Dio è all'inizio, e per i fisici è alla fine di tutte le considerazioni... Egli è per il primo il fondamento, per il secondo il coronamento dell'edificio di ogni visione generalizzata del mondo".

Planck inoltre afferma:

..."credere" significa "riconoscere come verità", e la conoscenza della natura, avanzando continuamente su binari incontestabilmente sicuri, ha reso assolutamente impossibile per una persona con una certa formazione in scienze naturali riconoscere come fondate sulla verità le numerose segnalazioni di eventi straordinari che contraddicono le leggi della natura, dei miracoli che ancora comunemente vengono considerati come sostegni e conferme essenziali delle dottrine religiose, e che anticamente venivano accettati come fatti puri e semplici, senza dubbi o critiche. La fede nei miracoli deve ritirarsi passo dopo passo prima che la scienza progredisca inesorabilmente e in modo affidabile e non possiamo dubitare che prima o poi debba svanire completamente.

Lo stimato storico della scienza, John L. Heilbron, definì le visioni teologiche di Planck deistiche. Heilbron ha inoltre riferito che, interrogato sulla sua affiliazione religiosa, Planck ha indicato che, sebbene avesse sempre mantenuto un profondo senso di religiosità, non credeva "in un Dio personale, per non parlare di un Dio cristiano".

Transizione filosofica al realismo scientifico

Sebbene Planck inizialmente sostenesse il positivismo di Ernst Mach, la sua successiva scoperta del quanto d'azione indusse uno spostamento verso il realismo scientifico. Sosteneva che la "immagine del mondo" della fisica dovrebbe essere fondata su realtà oggettive che esistono indipendentemente dall'osservazione umana.

Questa posizione filosofica culminò in un notevole disaccordo pubblico con Mach nel 1908. La convinzione di Planck in un universo oggettivo, causalmente determinato, definito da "assoluti", fu un fattore significativo nel suo primo e costante appoggio alla teoria della relatività di Einstein. Al contrario, proprio questo realismo lo rese in seguito un eminente critico del quadro probabilistico inerente all'interpretazione di Copenhagen, sostenuto da Niels Bohr.

Inseguimenti musicali e tono assoluto

Planck era un musicista eccezionalmente abile, dotato di un'intonazione assoluta. Dimostrò talento come pianista, organista e violoncellista e durante il suo periodo universitario compose persino un'opera intitolata Die Liebe im Walde.

Per tutta la sua vita, la residenza di Planck a Berlino ha funzionato come un importante centro culturale, dove ha ospitato regolarmente serate musicali. Questi incontri vedevano spesso la partecipazione di Albert Einstein al violino e dell'illustre violinista Joseph Joachim. Planck una volta osservò che sia le leggi della fisica che quelle dell'armonia offrivano percorsi distinti per comprendere gli assoluti universali.

Riconoscimenti e riconoscimenti

Abbonamenti

Ordini

Premi

Commemorazione

• Nel 1953, le poste tedesche di Berlino emisero un francobollo da 30 pfennig raffigurante Max Planck, come parte della serie "Uomini della storia di Berlino".
• Tra il 1957 e il 1971, le monete da 2 DM della Repubblica Federale Tedesca recavano il ritratto di Max Planck.
• Una targa commemorativa fu svelata nel 1958 nel cortile dell'Università Humboldt di Berlino.
• Nel 1958, la Società Max Planck donò un busto di Planck, originariamente scolpito nel 1939, alla Società di Fisica della Repubblica Democratica Tedesca (RDT). Questo busto è esposto alla Magnushaus dal 1991.
• Il cratere lunare Planck e la contigua Vallis Planck furono chiamati in onore di Planck nel 1970.
• Per commemorare il 125° compleanno di Planck nel 1983, la Repubblica Democratica Tedesca (RDT) ha emesso una moneta da 5 marchi. Questa moneta non era destinata alla circolazione generale ma era commercializzata principalmente per l'acquisizione di valuta estera.
• Una targa commemorativa è stata svelata nel 1989 nell'ex residenza di Planck a Berlino-Grunewald.
• Il suo 150° compleanno nel 2008 è stato celebrato dall'emissione di un francobollo speciale e di una moneta commemorativa in argento da 10 euro.
• Il Max Planck Florida Institute for Neuroscience ha iniziato ad operare a Jupiter, in Florida, nel 2013.
• Il 23 aprile 2014, Google ha commemorato il 156esimo compleanno di Planck con un Google Doodle dedicato.
• Nel 2022, un busto di Planck è stato installato nel Walhalla.

Pubblicazioni

• Planck, M. (1900a). "Su un miglioramento dell'equazione di Wien per lo spettro". Atti della Società tedesca di fisica. §34§: 202–204.ter Haar, D. (1967). "On an Improvement of Wien's Equation for the Spectrum" (PDF) The Old Quantum Theory (PDF) pp. 79–81 66029628. Archiviato dall'originale (PDF) il 13 febbraio 2024. Estratto il 31 dicembre 2025.Planck, M. (1900b). "Sulla teoria della legge di distribuzione dell'energia dello spettro normale". Atti della Società tedesca di fisica. §34§: 237.ter Haar, D. (1967). "On the Theory of the Energy Distribution Law of the Normal Spectrum" (PDF) The Old Quantum Theory. p (PDF) il 20 settembre 2016. Estratto il 5 aprile 2014.Planck, M. (1900c). "Entropie und Temperatur strahlender Wärme" [Entropia e temperatura del calore radiante]. Annali di fisica. 306 (4): 719–737. Codice Bib:1900AnP...306..719P. doi:10.1002/andp.19003060410.Planck, M. (1900d). "Über irreversible Strahlungsvorgänge" [Sui processi di radiazione irreversibili]. Annali di fisica. 306 (1): 69–122. Codice Bib:1900AnP...306...69P. doi:10.1002/andp.19003060105.Planck, M. (1901). "Sulla legge di distribuzione dell'energia nello spettro normale". Annali di fisica. 309 (3): 553–563. Codice Bib:1901AnP...309..553P. doi:10.1002/andp.19013090310.Ando, K. "On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum" (PDF) Archiviato dall'originale (PDF) il 6 ottobre 2011. Estratto il 13 ottobre 2011.Planck, M. (1903). Trattato sulla termodinamica. Ogg, A. (trad.). Londra: Longmans, Green & Co. OL 7246691M.Planck, M. (1906). Vorlesungen über die Theorie der Wärmestrahlung. Lipsia: J.A. Barth. LCCN 07004527.Planck, M. (1914). La teoria della radiazione termica. Masius, M. (trad.) (2a ed.). Il figlio di P. Blakiston & Co. OL 7154661M.Planck, M. (1915). Otto lezioni di fisica teorica. Tradotto da Albert Potter Wills.Planck, M. (1908). Prinzip der Erhaltung der Energie.Planck, M. (1943). "Sulla storia della scoperta del quanto fisico d'azione". Scienze naturali. 31 (14–15): 153–159. Codice Bib:1943NW.....31..153P. doi:10.1007/BF01475738. S2CID 44899488.
  • Inventori e scopritori tedeschi
  • Statua di Max Planck
  • Note

  Note

  
  

  Riferimenti

  Fonti

  • Aczel, Amir D. Entanglement, capitolo 4. (Penguin, 2003) ISBN 978-0-452-28457-9
  • Heilbron, JL (2000). I dilemmi di un uomo retto: Max Planck e le fortune della scienza tedesca. Stampa dell'Università di Harvard. ISBN 0-674-00439-6.
  • Rosenthal-Schneider, Ilse. Realtà e verità scientifica: discussioni con Einstein, von Laue e Planck. Wayne State University, 1980. ISBN 0-8143-1650-6.
  • Opere di Max Planck al Progetto Gutenberg
  • Opere di o su Max Planck presso l'Internet Archive
  • Bibliografia ragionata per Max Planck dalla Biblioteca digitale Alsos per le questioni nucleari
  • Biografia di Max Planck – com
  • Max Planck – Selbstdarstellung im Film Portrait (1942), [Autoritratto cinematografico di Max Planck], Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, 1942
  • Vita–Lavoro–Personalità – Mostra nel 50° anniversario della morte di Planck
  • Ritagli di giornale su Max Planck nell'archivio della stampa del XX secolo della ZBW