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馬克斯·普朗克 | |
|---|---|
| 出生 |
1858年4月23日 德國基爾（現屬德國） |
| 逝世 |
1947年10月4日（89歲） 格丁根 |
| 居住地 | 德國 |
| 國籍 | 德國 |
| 母校 |
慕尼黑大學 柏林洪堡大學 |
| 知名於 | 普朗克常數、普朗克黑體輻射定律、舊量子論 |
| 配偶 |
瑪麗·梅爾克（Marie Merck，1887年－1909年） 瑪格麗特·馮·赫斯林（Margarethe von Hößlin，1911年－1947年） |
| 獎項 |
諾貝爾物理學獎（1918年） 科普利獎章（1929年） 歌德獎（1945年） |
| 科學生涯 | |
| 研究領域 | 物理學家 |
| 機構 |
基爾大學 柏林洪堡大學 格丁根大學 |
| 博士導師 | 菲利普·馮·約利 |
| 著名學生 | 莉澤·邁特納 |
| 備註 | |
馬克斯·卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克（德語：Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858年4月23日－1947年10月4日），德國物理學家，量子力學的創始人，20世紀最重要的物理學家之一，因發現能量量子而對物理學的發展做出了重要貢獻，並在1918年獲得諾貝爾物理學獎。
作為一個理論物理學家，普朗克最大的貢獻是首先提出了量子論。這個理論徹底改變人類對原子與次原子的認識，正如愛因斯坦的相對論改變人類對時間和空間的認識，這兩個理論一起構成了20世紀物理學的基礎。
家世背景 馬克斯•普朗克出生在一個受到良好教育的傳統家庭，他的曾祖父戈特利布•雅各布•普朗克（Gottlieb Jakob Planck，1751年－1833年）和祖父海因里希•路德維希•普朗克（Heinrich Ludwig Planck，1785年－1831年）都是哥廷根的神學教授，他的父親威廉•約翰•尤利烏斯•普朗克（Wilhelm Johann Julius Planck，1817年－1900年）是基爾和慕尼黑的法學教授，他的叔叔戈特利布•普朗克（Gottlieb Planck，1824年－1907年）也是哥廷根的法學家和德國民法典的重要創立者之一。 馬克斯•普朗克是父親的第二任妻子埃瑪•帕齊希（Emma Patzig，1821年—1914年)所生的，他受洗及賜名於卡爾馬克思普朗克路德維希，其賜名的名稱為馬克思，而馬克斯也沿用此名直到他過世。而普朗克他還有另外六個兄弟姐妹，其中4個孩子赫爾曼（Hermann）、希爾德加德（Hildegard）、阿達爾貝特（Adalbert）和奧托（Otto）是父親的第二任妻子所生的，而父親的第一任妻子留下了2個孩子胡戈（Hugo）和埃瑪（Emma）。 童年時期 普朗克在基爾度過了他童年最初的幾年時光，直到1867年全家搬去了慕尼黑，普朗克在慕尼黑的馬克西米利安文理中學（Maximiliansgymnasium）讀書，並在那裡他受到─數學家奧斯卡•馮•米勒（Oskar von Miller）（後來成為了德意志博物館的創始人）的啟發，引起青年時期的馬克斯發現自己對數理方面有興趣。米勒也教他天文學和力學和數學，從米勒那普朗克也學到了生平第一個原理——能量守恆。之後普朗克在16歲時就完成了中學的學業，在這個學校學習的這段期間內，也是普朗克第一次接觸物理學這個領域。
大學時期
普朗克十分具有音樂天賦，他會鋼琴、管風琴和大提琴，還上過演唱課，曾在慕尼黑學生學者歌唱協會（Akademischer Gesangverein Munchen）為多首歌曲和一部輕歌劇（1876年）作曲。但是普朗克並沒有選擇音樂作為他的大學專業，而是決定學習物理。慕尼黑的物理學教授菲利普•馮•約利（Philipp von Jolly，1809年－1884年）曾勸說普朗克不要學習物理，他認為「這門科學中的一切都已經被研究了，只有一些不重要的空白需要被填補」，這也是當時許多物理學家所堅持的觀點，但是普朗克回復道：「我並不期望發現新大陸，只希望理解已經存在的物理學基礎，或許能將其加深。」普朗克在1874年在慕尼黑開始了他的物理學學業。普朗克整個科學事業中僅有的幾次實驗是在約利手下完成的，研究氫氣在加熱後的鉑中的擴散，但是普朗克很快就把研究轉向了理論物理學。
1877年至1878年，普朗克轉學到柏林，在著名物理學家赫爾曼•馮•亥姆霍茲和古斯塔夫•羅伯特•基爾霍夫以及數學家卡爾•魏爾施特拉斯手下學習。關於亥姆霍茲，普朗克曾這樣寫道：「他上課前從來不好好準備，講課時斷時續，經常出現計算錯誤，讓學生覺得他上課很無聊。」而關於基爾霍夫，普朗克寫道：「他講課仔細，但是單調乏味。」即便如此，普朗克還是很快與亥姆霍茲建立了真摯的友誼。普朗克主要從魯道夫•克勞修斯的講義中自學，並受到這位熱力學奠基人的重要影響，熱學理論成為了普朗克的工作領域。
1878年10月，普朗克在慕尼黑完成了教師資格考試。
1879年2月遞交了他的博士論文《關於熱力學第二定律》。
1880年6月以論文《各向同性物質在不同溫度下的平衡態》獲得大學任教資格。
家庭婚姻
1887年3月，普朗克與一個慕尼黑中學同學的妹妹瑪麗•梅爾克（Marie Merck，1861年－1909年）結婚，婚後生活在基爾，共有4個孩子卡爾（Karl，1888年－1916年）、雙胞胎埃瑪（Emma，1889年－1919年）和格雷特（Grete，1889年－1917年）以及埃爾溫（Erwin，1893年－1945年）。在普朗克前往柏林工作後，全家住在柏林的一棟別墅中，與不計其數的柏林大學教授們為鄰，普朗克的莊園發展成為了一個社交和音樂中心，許多知名的科學家如阿爾伯特•愛因斯坦、奧托•哈恩和莉澤•邁特納等都是普朗克家的常客，這種在家中演奏音樂的傳統來自於亥姆霍茲家。在度過了多年幸福的生活後，普朗克遇到了接踵而至的不幸。
1909年10月17日普朗克的妻子因結核病去世。
1911年3月普朗克與他的第二任妻子瑪格麗特•馮•赫斯林（Margaret von He SiLin，1882年－1948年）結婚，12月普朗克的第三個兒子赫爾曼（Herrmann）降生。
第一次世界大戰期間，普朗克的大兒子卡爾死於凡爾登戰役，二兒子埃爾溫在1914年被法軍俘虜，1917年女兒格雷特在產下第一個孩子時去世，她的丈夫娶了普朗克的另一個女兒埃瑪，不幸的是埃瑪在兩年後同樣死於生產。普朗克平靜地經受了這些打擊，格雷特和埃瑪的孩子存活了下來，並且繼承了她們各自母親的名字，普朗克也為她們取名格雷特和埃瑪。1945年1月23日，普朗克的二兒子埃爾溫•普朗克因參與暗殺希特勒未遂而被納粹殺害，至此，普朗克與其第一任妻子所生的4個孩子全都去世。
普朗克本人是一個不情願的革命者。其成就的深遠影響在經過多年以後才得到普遍公認，愛因斯坦對此起了最為重要的作用。自20世紀20年代以來，普朗克成為德國科學界的中心人物。他的公正、正直和學識，使他在德國受到普遍尊敬，具有決定性的權威。納粹政權統治下，他反對種族滅絕政策，並堅持留在德國盡力保護各國科學家和德國的物理學家。為此，他承受了巨大的家庭悲劇和痛苦。他憑藉堅忍的自制力一直活到89歲。
學術事業
獲得大學任教資格後，普朗克在慕尼黑並沒有得到專業界的重視，但他繼續他在熱理論領域的工作，提出了熱動力學公式，卻沒有發覺這一公式在此前已由約西亞•威拉德•吉布斯提出過。魯道夫•克勞修斯所提出的「熵」的概念在普朗克的工作中處於中心位置。 1885年4月，基爾大學聘請普朗克擔任理論物理學教授，年薪約2000馬克，普朗克繼續他對熵及其應用的研究，主要解決物理化學方面的問題，為阿累尼烏斯的電解質電離理論提供了熱力學解釋，但卻是矛盾的。在基爾這段時間，普朗克已經開始了對原子假說的深入研究。 1897年，哥廷根大學哲學系授獎給普朗克的專著《能量守恆原理》（Das Prinzip der Erhaltung der Energie，1897年）。 1889年4月，亥姆霍茲通知普朗克前往柏林，接手基爾霍夫的工作，1892年接手教職，年薪約6200馬克。 1894年，普朗克被選為普魯士科學院（Preußische Akademie der Wissenschaften）的院士。
1907年維也納曾邀請普朗克前去接替路德維希•玻耳茲曼的教職，但他沒有接受，而是留在了柏林，受到了柏林大學學生會的火炬遊行隊伍的感謝。
1926年10月1日普朗克退休，他的繼任者是薛定諤。
量子力學
普朗克拒絕接受由玻爾、維爾納·海森堡和泡利在20世紀20年代末提出的量子力學的哥本哈根詮釋，同樣反對哥本哈根詮釋的還有薛定諤和馬克斯·馮·勞厄，愛因斯坦此時也成為了保守派。普朗克認為海森堡的矩陣力學「令人厭惡」（德語原文：abscheulich），而將薛定諤方程作為救世主。普朗克覺得波動力學將會使得他自己的量子理論很快成為多餘，然而科學的真理沒有顧及他的想法而繼續被揭示，正像普朗克年輕時與老一輩科學家爭論時所寫的那樣：
「要接受一個新的科學真理，並不用說服它的反對者，而是等到反對者們都相繼死去，新的一代從一開始便清楚地明白這一真理。（德語原文：Eine neue wissenschaftliche Wahrheit pflegt sich nicht in der Weise durchzusetzen, dass ihre Gegner überzeugt werden und sich als belehrt erklären, sondern dadurch, dass die Gegner allmählich aussterben und dass die heranwachsende Generation von vornherein mit der Wahrheit vertraut gemacht ist.）」