Макс Карл Эрнст Лю́двіг Планк (, 23 красавіка 1858, Кіль — 4 кастрычніка 1947, Гётынген) — нямецкі фізік, заснавальнік квантавай тэорыі, які прадвызначыў асноўны кірунак развіцця фізікі з пачатку XX стагоддзя.

Навуковыя працы Планка прысвечаныя тэрмадынаміцы, тэорыі цеплавога выпраменьвання, квантавай тэорыі, спецыяльнай тэорыі адноснасці, оптыцы. Ён сфармуляваў другі пачатак тэрмадынамікі як прынцып узрастання энтрапіі і выкарыстоўваў яго для вырашэння розных задач фізічнай хіміі. Прымяніўшы да праблемы раўнаважнага цеплавога выпраменьвання метады электрадынамікі і тэрмадынамікі, Планк атрымаў закон размеркавання энергіі ў спектры абсалютна чорнага цела (формула Планка) і абгрунтаваў гэты закон, увёўшы ўяўленне пра квант энергіі і квант дзеяння. Гэта дасягненне дало пачатак развіццю квантавай фізікі, распрацоўкай розных аспектаў якой ён шмат займаўся ў наступныя гады («другая тэорыя» Планка, праблема структуры , статыстычная механіка квантавых сістэм і гэтак далей). Планк упершыню вывеў ураўненні дынамікі рэлятывісцкай часціцы і заклаў асновы рэлятывісцкай тэрмадынамікі. Шэраг работ Планка прысвечаны гістарычным, метадалагічным і філасофскім аспектам навукі.

Біяграфія

Паходжанне і адукацыя (1858—1878)

Макс Планк, які нарадзіўся 23 красавіка 1858 года ў Кілі, належаў да старога дваранскага роду; сярод яго продкаў — вядомыя юрысты, навукоўцы, ваенныя і царкоўныя дзеячы. Яго дзед Хейнрых Людвіг Планк (, 1785—1831) і прадзед Готліб Якаб Планк (, 1751—1833) былі прафесарамі тэалогіі ў Гётынгенскім універсітэце, а дзядзька Готліб Карл Георг Планк (, 1824—1910) — вядомым юрыстам, адным са стваральнікаў . Бацька будучага фізіка, Іаган Юліус Вільгельм фон Планк (, 1817—1900), быў таксама юрыстам, прафесарам права Кільскага ўніверсітэта. Ён быў жанаты двойчы і меў дваіх дзяцей ад першага шлюбу (Хуга і Эма) і пяцярых ад другога (Германа, Хільдэгард, Адальберт, Макс і Ота). Маці Макса, Эма Патцыг (, 1821—1914), паходзіла з пастарскай сям’і з памеранскага гарадка Грайфсвальд. Як пісаў вядомы фізік Макс Борн, «пра паходжанне Планка, пра усіх гэтых людзей — выдатных, годных, непадкупных, высакародных і шляхетных, якія аддалі сябе служэнню царкве і дзяржаве, — неабходна памятаць кожнаму, хто захоча зразумець характар Макса Планка і вытокі яго поспеху».

Першыя дзевяць гадоў жыцця Макса прайшлі ў Кілі, сталіцы Галштыніі, якая ў той час была ў цэнтры супярэчнасцей паміж Даніяй і Прусіяй. У 1864 годзе юны Планк нават стаў сведкам . У 1867 годзе Вільгельм Планк прыняў запрашэнне заняць пасаду прафесара юрыспрудэнцыі Мюнхенскага ўніверсітэта і разам з сям’ёй пераехаў у баварскую сталіцу. Тут Макс быў аддадзены ў Максіміліянаўскую гімназію (); ён займаўся ахвотна і скора стаў адным з найлепшых вучняў у класе. Хоць шмат увагі надавалася традыцыйным для гімназій прадметам (у прыватнасці, вывучэнню старажытных моў), выкладанне прыродазнаўчанавуковых дысцыплін у гэтай школе таксама знаходзілася на высокім узроўні. Глыбокі ўплыў на юнага Планка аказаў настаўнік матэматыкі Герман Мюлер (), ад якога будучы навуковец упершыню пачуў пра закон захавання энергіі; у Макса рана выявіўся матэматычны талент. І хоць настаўнікі не бачылі ў яго нейкіх асаблівых здольнасцей, яны спецыяльна адзначалі яго асабістыя якасці — моцны характар, стараннасць і выканаўчасць. Навучанне ў гімназіі спрыяла ўмацаванню ў ім цікавасці да навукі, да высвятлення законаў прыроды, пра што ён так пісаў на зыходзе жыцця:

З юнацтва мяне натхніла на занятак навукай усведамленне таго зусім не відавочнага факту, што законы нашага мыслення супадаюць з заканамернасцямі, якія маюць месца ў працэсе атрымання ўражанняў ад знешняга свету, і што, такім чынам, чалавек можа судзіць пра гэтыя заканамернасці пры дапамозе чыстага мыслення. Істотна важным пры гэтым з’яўляецца тое, што знешні свет уяўляе сабой нешта незалежнае ад нас, абсалютнае, чаму супрацьстаім мы, а пошукі законаў, якія адносяцца да гэтага абсалютнага, уяўляюцца мне самай выдатнай задачай у жыцці навукоўца.

Іншым захапленнем Планка з дзіцячых гадоў была музыка: ён спяваў у хоры хлопчыкаў, іграў на некалькіх інструментах (асабліва шмат часу ён праводзіў за ), вывучаў і спрабаваў складаць музыку, аднак хутка прыйшоў да высновы, што ў яго няма таленту кампазітара. К моманту заканчэння школы ён апынуўся перад выбарам: стаць піяністам, філолагам або заняцца вывучэннем фізікі і матэматыкі. Планк абраў апошняе і ў верасні 1874 года стаў студэнтам Мюнхенскага ўніверсітэта. Зрэшты, у студэнцкія гады ён па-ранейшаму шмат часу надаваў музыцы: іграў на аргане ў студэнцкай царкве, служыў хормайстрам у студэнцкім спеўным саюзе, дырыжыраваў аматарскім аркестрам.

Неўзабаве пасля паступлення ва ўніверсітэт Планк па парадзе бацькі звярнуўся да прафесара Філіпа Іагана Густава фон Жолі () і расказаў, што хацеў бы займацца тэарэтычнай фізікай. Той пачаў адгаворваць студэнта ад гэтага намеру, сцвярджаючы, што гэтая навука блізкая да завяршэння і што ў ёй засталося даследаваць толькі некаторыя нязначныя праблемы. Зрэшты, гэтая размова не паўплывала на жаданне Планка стаць тэарэтыкам. Тлумачачы гэта рашэнне, ён казаў, што ў яго не было жадання здзяйсняць адкрыцці, а толькі зразумець і па магчымасці паглыбіць ужо ўсталяваныя асновы навукі. На працягу шасці семестраў Планк слухаў лекцыі па эксперыментальнай фізіцы, якія чыталі Вільгельм фон Бетц () і той жа Жолі. Пад кіраўніцтвам апошняга Планк правёў сваё адзінае эксперыментальнае даследаванне, прысвечанае пранікальнасці нагрэтай плаціны для газаў, у прыватнасці вадароду. Паколькі ў Мюнхене не было кафедры тэарэтычнай фізікі, ён пачаў наведваць заняткі матэматыкаў і Густава Баўэра (), у якіх, як ён прызнаваў пазней, шмат чаму навучыўся.

У лабараторыі Жолі Планк пазнаёміўся з Германам Гельмгольцам, знакамітым фізікам, прафесарам Берлінскага ўніверсітэта. Юнак вырашыў працягнуць адукацыю ў Берліне, дзе правёў два семестры 1877/1878 навучальнага года. Тут яго настаўнікамі сталі Гельмгольц і Густаў Кірхгоф; ён таксама наведваў лекцыі матэматыка Карла Веерштраса. Зрэшты, Планк быў расчараваны лекцыямі па фізіцы, таму ўзяўся за стараннае вывучэнне арыгінальных работ Гельмгольца і Кірхгофа, якія лічыў узорам для пераймання ў плане майстэрства і яснасці выкладання. Неўзабаве будучы навуковец пазнаёміўся з працамі Рудольфа Клаузіуса па тэорыі цеплыні і быў так уражаны, што вырашыў заняцца тэрмадынамікай.

Пачатак навуковай кар’еры (1878—1888)

Летам 1878 года Планк вярнуўся ў Мюнхен і неўзабаве здаў экзамен на права працаваць настаўнікам фізікі і матэматыкі. Адначасова ён пачаў самастойныя навуковыя даследаванні, кіруючыся толькі кнігамі і навуковымі артыкуламі. Гэта дазволіла яго вучню Максу фон Лаўэ пазней назваць Планка «самавукам». Адштурхоўваючыся ад работ Клаўзіуса, Планк разглядзеў пытанне пра незваротнасць працэсаў цеплаправоднасці і даў першую фармулёўку другога пачатку тэрмадынамікі ў тэрмінах узрастання энтрапіі. Вынікі былі выкладзены ў доктарскай дысертацыі «Аб другім законе механічнай тэорыі цеплыні» (), абарона якой адбылася 12 лютага 1879 года ў Мюнхенскім універсітэце. Нарэшце, 28 чэрвеня, пасля здачы вуснага экзамену, Планку была прысуджана ступень доктара філасофіі з найвышэйшай адзнакай (summa cum laude). Зрэшты, у той час яго дысертацыя не прыцягнула да сябе ніякай увагі, нягледзячы на тое, што ён паслаў яе некалькім вядомым фізікам.

У 1880 годзе Планк прадставіў працу «Станы раўнавагі ізатропных цел пры розных тэмпературах» («Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen») на суісканне права працаваць выкладчыкам ва ўніверсітэце (хабілітацыя) і атрымаў месца прыват-дацэнта, якое займаў на працягу пяці наступных гадоў. Паколькі выкладчыцкія абавязкі не адбіралі ў яго шмат часу, ён мог цалкам сканцэнтравацца на навуковай рабоце. У свабодны час ён займаўся музыкай, вывучаў яе тэорыю і атрымаў вядомасць як бліскучы піяніст. Іншым захапленнем Планка ў гэтыя гады стаў альпінізм, якім ён пачаў займацца ў размешчаных непадалёк Баварскіх Альпах; вучоны заставаўся прыхільнікам гэтага віду спорту на працягу ўсяго наступнага жыцця.

Увесь гэты час Планк спадзяваўся атрымаць месца прафесара ў якім-небудзь універсітэце. Аднак першае запрашэнне паступіла з Вышэйшай лесатэхнічнай школы ў Ашафенбургу (), дзе вызвалілася пасада выкладчыка фізікі. Параіўшыся з Гельмгольцам, Планк вырашыў адмовіцца і чакаць варыянта, які бы больш адпавядаў яго навуковым памкненням. Такі выпадак паўстаў вясной 1885 года, калі малады навуковец атрымаў прапанову заняць месца экстраардынарнага прафесара тэарэтычнай фізікі ў Кільскім універсітэце. Ён з радасцю пагадзіўся, хоць, як прызнаваўся пасля, гэтым прызначэннем ён быў абавязаны не столькі прызнанню сваіх навуковых прац, колькі пратэкцыі бацькі, чый блізкі сябар працаваў прафесарам фізікі і мінералогіі ў Кіле. Тут, у горадзе свайго дзяцінства, Планк хутка асвоіўся і неўзабаве завяршыў кнігу «Прынцып захавання энергіі» (), над якой працаваў з 1884 года. Гэтую манаграфію ён адправіў на конкурс работ, абвешчаны філасофскім факультэтам Гётынгенскага ўніверсітэта. Кніга была сустрэта з цікавасцю, аднак была ўдастоена толькі другой прэміі, у той час як першая наогул не была ўручана нікому з удзельнікаў конкурсу. Прычынай гэтага стала тое, што ў навуковай спрэчцы паміж гётынгенцам Вільгельмам Веберам і берлінцам Гельмгольцам Планк апынуўся на баку апошняга.

Пачынаючы з восені 1886 года, Планк напісаў серыю артыкулаў пад агульнай назвай «Аб прынцыпе ўзрастання энтрапіі» (), у якіх прымяніў тэрмадынамічныя меркаванні да вырашэння канкрэтных задач фізікі і хіміі. Гэтыя працы прынеслі яму пэўную вядомасць у навуковых колах, асабліва сярод спецыялістаў па фізічнай хіміі. У прыватнасці, ён пазнаёміўся з Вільгельмам Оствальдам і Свантэ Арэніусам; апошні прыязджаў да Планка ў Кіль, каб абмеркаваць навуковыя праблемы. 31 сакавіка 1887 года Макс Планк, які цяпер быў цалкам забяспечаны фінансава, ажаніўся са сваёй сяброўкай дзяцінства Марыяй Мерк (), дачкой мюнхенскага банкіра. У іх было чацвёра дзяцей: сыны Карл (, 1888—1916) і Эрвін (, 1893—1945) і дзве дачкі-блізняты Эма (, 1889—1919) і Грэта (, 1889—1917).

Прафесар у Берліне (1889—1944)

Першыя гады ў Берліне

У кастрычніку 1887 года, пасля смерці Кірхгофа, вызвалілася кафедра тэарэтычнай фізікі Берлінскага ўніверсітэта. Першыя два прэтэндэнты на права заняць гэтую пасаду — Людвіг Больцман і Генрых Герц — адказалі адмовай, выбраўшы Мюнхен і Бон адпаведна. Тады Гельмгольц прапанаваў кандыдатуру Планка, які атрымаў ад калег высокія ацэнкі як навуковец, педагог і чалавек. Да выканання сваіх абавязкаў у Берліне малады фізік прыступіў у студзені 1889 года; першыя тры гады ён заставаўся экстраардынарным прафесарам, пакуль ў 1892 годзе ва ўніверсітэце не была заснавана ардынарныя прафесура па тэарэтычнай фізіцы. Адначасова ён узначаліў зноў адкрыты пры ўніверсітэце Інстытут тэарэтычнай фізікі. Праца ў Берліне дазваляла цесна мець зносіны з Гельмгольцам, і іншымі вядомымі фізікамі, аднак, як тэарэтык, Планк знаходзіўся па сутнасці ў ізаляваным становішчы, і спачатку яму каштавала вялікай працы наладзіць кантакт з калегамі-эксперыментатарамі. У 1894 годзе па прадстаўленні Гельмгольца і Кунта яго абралі дзеючым членам Прускай акадэміі навук.