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BIOGRAFIE DI GRANDI SCIENZIATI
Planck Max Karl Ernst Ludovico. Biografia di uno scienziato
Elenco / Biografie di grandi scienziati
Il fisico tedesco Max Karl Ernst Ludwig Planck nacque il 23 aprile 1858 nella città prussiana di Kiel, nella famiglia del professore di diritto civile Johann Julius Wilhelm von Planck, professore di diritto civile, ed Emma (nata Patzig) Planck. Da bambino, il ragazzo ha imparato a suonare il piano e l'organo, rivelando eccezionali capacità musicali. Nel 1867 la famiglia si trasferì a Monaco, e lì Planck entrò nel Royal Maximilian Classical Gymnasium, dove un eccellente insegnante di matematica suscitò in lui per la prima volta un interesse per le scienze naturali ed esatte. Dopo essersi diplomato al ginnasio nel 1874, inizialmente intendeva studiare filologia classica, si cimentò nella composizione musicale, ma poi preferì la fisica. Per tre anni Planck ha studiato matematica e fisica all'Università di Monaco e per un anno all'Università di Berlino. Uno dei suoi professori a Monaco, il fisico sperimentale Philipp von Jolly, si rivelò un cattivo profeta quando consigliò al giovane Planck di scegliere un'altra professione, poiché, secondo lui, non c'era nulla di fondamentalmente nuovo nella fisica che potesse essere scoperto. Questa visione, ampiamente diffusa all'epoca, fu influenzata dagli straordinari progressi compiuti dagli scienziati nel XNUMX° secolo nell'aumentare la nostra conoscenza dei processi fisici e chimici. Durante la sua permanenza a Berlino, Planck acquisì una visione più ampia della fisica attraverso le pubblicazioni degli eminenti fisici Hermann von Helmholtz e Gustav Kirchhoff, nonché gli articoli di Rudolf Clausius. La conoscenza delle loro opere ha contribuito al fatto che gli interessi scientifici di Planck si sono concentrati a lungo sulla termodinamica, un campo della fisica in cui, sulla base di un piccolo numero di leggi fondamentali, vengono studiati i fenomeni del calore, dell'energia meccanica e della trasformazione dell'energia . Planck conseguì il dottorato nel 1879, dopo aver difeso la sua tesi all'Università di Monaco "Sulla seconda legge della teoria meccanica del calore" - la seconda legge della termodinamica, affermando che nessun processo autosufficiente continuo può trasferire calore da un corpo più freddo a uno più caldo. Un anno dopo, ha difeso la sua tesi "Lo stato di equilibrio dei corpi isotropici a diverse temperature", che gli è valsa la posizione di assistente junior presso la Facoltà di Fisica dell'Università di Monaco. Nel 1885 divenne professore a contratto presso l'Università di Kiel, cosa che rafforzò la sua indipendenza, rafforzò la sua posizione finanziaria e diede più tempo alla ricerca scientifica. Il lavoro di Planck sulla termodinamica e le sue applicazioni alla chimica fisica e all'elettrochimica gli valse un riconoscimento internazionale. Nel 1888 divenne professore a contratto all'Università di Berlino e direttore dell'Istituto di Fisica Teorica (il posto di direttore fu creato appositamente per lui). Mentre lavorava come assistente professore all'Università di Monaco, Planck iniziò a comporre un corso di lezioni sulla fisica teorica. Ma fino al 1897 non poté iniziare a pubblicare le sue lezioni. Nel 1887 scrisse un saggio competitivo per il premio della Facoltà di Filosofia dell'Università di Gottinga. Per questo saggio Planck ricevette un premio e l'opera stessa, contenente un'analisi storica e metodologica della legge di conservazione dell'energia, fu ristampata cinque volte, dal 1887 al 1924. Nello stesso periodo Planck ha pubblicato numerosi articoli sulla termodinamica dei processi fisici e chimici. La teoria dell'equilibrio chimico delle soluzioni diluite, da lui creata, acquistò particolare fama. Nel 1897 apparve la prima edizione delle sue lezioni di termodinamica. Questo libro classico è stato ristampato più volte (l'ultima edizione è stata pubblicata nel 1922) e tradotto in lingue straniere, incluso il russo. A quel tempo, Planck era già professore ordinario all'Università di Berlino e membro dell'Accademia delle scienze prussiana. Dal 1896 Planck si interessò alle misurazioni effettuate presso l'Istituto statale di fisica e tecnologia di Berlino, nonché ai problemi della radiazione termica dei corpi. Svolgendo la sua ricerca, Planck attirò l'attenzione su nuove leggi fisiche. Ha stabilito sulla base di un esperimento la legge della radiazione termica di un corpo riscaldato. Allo stesso tempo, ha riscontrato il fatto che la radiazione ha un carattere discontinua. Planck ha potuto sostanziare la sua legge solo con l'ausilio del notevole presupposto che l'energia delle vibrazioni atomiche non è arbitraria, ma può solo assumere una serie di valori ben definiti. Studi recenti hanno pienamente confermato questa ipotesi. Si è scoperto che la discontinuità è inerente a qualsiasi radiazione, che la luce è costituita da singole porzioni (quanta) di energia. Planck ha stabilito che la luce con una frequenza di oscillazione dovrebbe essere emessa e assorbita in porzioni, e l'energia di ciascuna di tali porzioni è uguale alla frequenza di oscillazione moltiplicata per una costante speciale, chiamata costante di Planck. Il 14 dicembre 1900 Planck riferì alla Berlin Physical Society della sua ipotesi e della nuova formula di radiazione. L'ipotesi introdotta da Planck segnò la nascita della teoria quantistica, che fece una vera e propria rivoluzione nella fisica. La fisica classica, in contrasto con la fisica moderna, ora significa "fisica prima di Planck". La monografia di Planck Lectures on the Theory of Thermal Radiation fu pubblicata nel 1906. È stato ristampato più volte. Una traduzione russa del libro intitolato "Theory of Thermal Radiation" fu pubblicata nel 1935. La sua nuova teoria includeva, oltre alla costante di Planck, altre grandezze fondamentali come la velocità della luce e un numero noto come costante di Boltzmann. Nel 1901, sulla base di dati sperimentali sulla radiazione del corpo nero, Planck calcolò il valore della costante di Boltzmann e, utilizzando altre informazioni note, ottenne il numero di Avogadro (il numero di atomi in una mole di un elemento). Basandosi sul numero di Avogadro, Planck è stato in grado di trovare la carica elettrica dell'elettrone con la massima precisione. Planck non era affatto un rivoluzionario e né lui né altri fisici erano consapevoli del significato profondo del concetto di "quanto". Per Planck, il quanto era semplicemente un mezzo per derivare una formula che fornisse un accordo soddisfacente con la curva di radiazione del corpo nero. Tentò ripetutamente di raggiungere un accordo all'interno della tradizione classica, ma senza successo. Allo stesso tempo, notò con piacere i primi successi della teoria quantistica, che seguirono quasi immediatamente. La posizione della teoria quantistica fu rafforzata nel 1905, quando Albert Einstein usò il concetto di fotone, un quanto di radiazione elettromagnetica. Einstein ha suggerito che la luce ha una duplice natura: può comportarsi sia come un'onda che come una particella. Nel 1907 Einstein rafforzò ulteriormente la posizione della teoria quantistica utilizzando il concetto di quantistica per spiegare le sconcertanti discrepanze tra le previsioni teoriche e le misurazioni sperimentali del calore specifico dei corpi. Un'altra conferma del potenziale potere dell'innovazione introdotta da Planck venne nel 1913 da Niels Bohr, che applicò la teoria quantistica alla struttura dell'atomo. Allo stesso tempo, la vita personale di Planck è stata segnata dalla tragedia. La sua prima moglie, nata Maria Merck, che sposò nel 1885 e che gli diede due figli e due figlie gemelle, morì nel 1909. Due anni dopo sposò sua nipote Marga von Hesslin, dalla quale ebbe anche un figlio. Durante la prima guerra mondiale uno dei suoi figli morì vicino a Verdun e negli anni successivi entrambe le sue figlie morirono di parto. Nel 1919 Planck ricevette nel 1918 il Premio Nobel per la Fisica "in riconoscimento del suo contributo allo sviluppo della fisica attraverso la scoperta dei quanti di energia". Come ha affermato AG Ekstrand, membro della Royal Swedish Academy of Sciences, alla cerimonia di premiazione, "la teoria della radiazione di Planck è la più brillante stella guida della moderna ricerca fisica e, per quanto si può giudicare, un sacco di tempo passerà davanti ai tesori che sono stati ottenuti dal suo genio". In una conferenza per il Nobel tenuta nel 1920, Planck riassunse il suo lavoro e riconobbe che "l'introduzione del quantistico non ha ancora portato alla creazione di una vera teoria quantistica". Negli anni Venti, Schrödinger, Heisenberg, Dirac e altri svilupparono la meccanica quantistica. Planck non amava la nuova interpretazione probabilistica della meccanica quantistica e, come Einstein, cercò di conciliare le previsioni basate solo sul principio della probabilità con le idee classiche di causalità. Le sue aspirazioni non erano destinate a realizzarsi: l'approccio probabilistico resistette. Il contributo di Planck alla fisica moderna non si limita alla scoperta del quanto e della costante che oggi porta il suo nome. La teoria della relatività speciale di Einstein, pubblicata nel 1905, gli fece una forte impressione. Il pieno sostegno dato da Planck alla nuova teoria contribuì in non piccola misura all'accettazione della relatività speciale da parte dei fisici. Tra gli altri suoi successi c'è la sua proposta di derivazione dell'equazione di Fokker-Planck, che descrive il comportamento di un sistema di particelle sotto l'azione di piccoli impulsi casuali. Nel 1928, all'età di settant'anni, Planck andò in pensione formale obbligatoria, ma non ruppe i suoi legami con la Kaiser Wilhelm Society for Basic Sciences, di cui divenne presidente nel 1930. E alle soglie dell'ottavo decennio, continua la sua attività di ricerca. In quanto uomo di opinioni e convinzioni religiose consolidate, e semplicemente come persona giusta, Planck, dopo che Hitler salì al potere nel 1933, difese pubblicamente gli scienziati ebrei che furono espulsi dai loro incarichi e costretti a emigrare. In una conferenza scientifica, ha salutato Einstein, che era stato anatemizzato dai nazisti. Quando Planck, in qualità di presidente della Società per le scienze fondamentali dell'Imperatore Guglielmo, fece una visita ufficiale a Hitler, colse l'occasione per cercare di porre fine alla persecuzione degli scienziati ebrei. In risposta, Hitler lanciò una filippica contro gli ebrei in generale. In seguito, Planck divenne più riservato e rimase in silenzio, sebbene i nazisti fossero indubbiamente consapevoli delle sue opinioni. Come patriota che ama la sua patria, ha potuto solo pregare che la nazione tedesca tornasse alla vita normale. Continuò a servire in varie società erudite tedesche nella speranza di salvare almeno una piccola quantità di scienza e illuminazione tedesca dal completo annientamento. Planck era pronto per un nuovo shock. Il secondo figlio del suo primo matrimonio fu giustiziato nel 1944 per aver partecipato a un complotto fallito contro Hitler. Dopo che la sua casa e la sua biblioteca personale furono distrutte in un raid aereo su Berlino, Planck e sua moglie cercarono di trovare rifugio nella tenuta di Rogetz vicino a Magdeburgo, dove si trovarono tra le truppe tedesche in ritirata e l'avanzata delle forze alleate. Alla fine, i Planck furono scoperti dalle unità americane e portati nell'allora sicura Gottinga. Planck era profondamente interessato ai problemi filosofici associati alla causalità, all'etica e al libero arbitrio e ha parlato di questi argomenti sulla stampa e davanti a un pubblico professionale e non. In qualità di pastore (ma non sacerdotale) a Berlino, Planck era profondamente convinto che la scienza integrasse la religione e insegnasse veridicità e rispetto. Planck credeva nella realtà del mondo esterno e nel potere della ragione. È essenziale notare questo, perché una fase molto importante della sua attività si è svolta in una situazione di crisi della fisica. Tuttavia, Planck, incline al materialismo, si oppose fermamente alle passioni positiviste alla moda di Mach e Ostwald. "Era un tipico tedesco nel miglior senso della parola", scrive George Paget Thomson, un fisico di spicco, figlio di J. J. Thomson, nel suo libro, capace di abbandonare ogni rigidità e trasformarsi in una persona affascinante. Planck ha portato il suo amore per la musica per tutta la vita: grande pianista, ha suonato spesso opere da camera con l'amico Einstein fino a quando non ha lasciato la Germania. Planck era anche un appassionato alpinista e trascorreva quasi tutte le vacanze nelle Alpi. Planck è stato membro delle Accademie delle scienze tedesche e austriache, nonché delle società scientifiche e delle accademie di Inghilterra, Danimarca, Irlanda, Finlandia, Grecia, Paesi Bassi, Ungheria, Italia, Unione Sovietica, Svezia e Stati Uniti. La Società Tedesca di Fisica ha intitolato a lui il suo più alto riconoscimento, la Medaglia Planck, e lo stesso scienziato è diventato il primo destinatario di questo premio onorario. In onore del suo ottantesimo compleanno, uno dei pianeti minori fu chiamato Plankiana e, dopo la fine della seconda guerra mondiale, la Società per le scienze fondamentali dell'Imperatore Guglielmo fu ribattezzata Società Max Planck. Planck morì a Gottinga il 4 ottobre 1947, sei mesi prima del suo novantesimo compleanno. Sulla sua lapide sono incisi solo il suo nome e cognome e il valore numerico della costante di Planck. Autore: Samin D.K.
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