最終更新日: 2025 年 9 月 30 日
マックス・プランク:量子論の父
知的な家庭で過ごした子供時代
1858年4月23日、ホルシュタイン公国(当時はデンマーク統治下)のキールで生まれた。マックス・カール・エルンスト ルートヴィヒ・プランク(1858-1947) 知識人と弁護士の家族の中で育ちました。 彼の父、ユリウス・ヴィルヘルム・プランクは憲法学の教授であり、祖父、ゴットリーブ・ヤコブ・プランクは神学者でした。
学歴:
- 1867~1874年: ミュンヘンのマクシミリアン体育館で中等教育を受ける
- 1874~1877年: ミュンヘン大学で物理学を学ぶ
- 1877-1878: ヘルマン・フォン・ヘルムホルツとグスタフ・キルヒホッフの指導の下、ベルリン大学で研究
- 1879年: 熱力学の第二法則に関する博士論文を擁護する
- 1880年:等方性物体の平衡状態に関する論文でハビリテーションの資格を取得
量子革命 (1900)
1900 年 12 月、プランクは次のような革命理論を発表しました。行動量子ドイツ物理学会へ:
- 解決された問題: 黒体放射線における「紫外線の大惨事」
- 仮説: エネルギーは連続的に放出されるのではなく、個別のパケット (量子) として放出されます。
- プランクの公式: \( E = h\nu \) ここで、 \( h \) はプランク定数 (\( 6.62607015 \times 10^{-34} \) J⋅s) です。
- 黒体放射に関するプランクの法則: $$ B_\nu(T) = \frac{2h\nu^3}{c^2} \frac{1}{e^{h\nu/kT} - 1} $$
この発見は量子物理学の誕生を示し、1918 年にノーベル物理学賞を受賞しました。
物理学への主な貢献
1. 熱力学
プランクは量子の研究に先立って、熱力学に基本的な貢献をしました。
- 1879年: 熱力学の第二原理に関する論文
- 1882年: の概念不可逆性熱力学的プロセスにおいて
- 1897: に取り組むエントロピとその統計的解釈
- という概念の発展熱力学的ポテンシャル
2. 量子論
1900 年の発見の後、プランクは量子論をさらに発展させました。
- 1906年: の概念を導入行動量子基本定数として
- 1908年: という仮説を立てる。光の量子(光子の前駆体)
- 1911: 量子論に関する最初のソルベイ会議
- 1913年: ニールス・ボーアの水素原子に関する研究を支持
3. 科学哲学
プランクは科学哲学にも興味を持っています。
- 物理的現実の性質についての考え
- 決定論と非決定論に関するアインシュタインとの議論
- 科学と宗教の関係についての作品
- 観察者から独立した「物理的現実」の概念
学歴と取り組み
専門的な経歴:
- 1885~1889年: ミュンヘン大学のPrivatdozent (講師)
- 1889-1892: キール大学の助教授
- 1892-1926: ベルリン大学理論物理学教授
- 1912~1938年: プロイセン科学アカデミー常任書記
- 1930~1937年:カイザー・ヴィルヘルム協会会長(マックス・プランク協会の先祖)
科学的および社会的取り組み:
- ドイツにおける基礎研究の推進
- 若手物理学者(アインシュタイン、ボーア、ハイゼンベルグなど)への支援
- ナチス政権に対する控えめな抵抗(ユダヤ人の同僚の保護)
- 第二次世界大戦後のドイツ科学の復興
私生活と試練
プランクの生涯は個人的な試練によって特徴づけられました。
- 1909年:最初の妻マリー・メルクの死(出産時に死亡)
- 1916年:ヴェルダンの戦いで長男カールが死去。
- 1917年:双子の娘エマとグレーテが結核で死亡
- 1944: 連合軍の爆撃で自宅が破壊される
- 1945年: 次男エルヴィンの死、ヒトラーに対する攻撃に参加した罪で処刑される
これらの悲劇にもかかわらず、プランクは 1947 年 10 月 4 日にゲッティンゲンで亡くなるまで科学的に活動を続けました。
科学遺産と後世
プランクの残した功績は計り知れません。
- 量子物理学の創始者、基礎:
- 量子力学
- 原子および分子物理学
- 固体物理学
- 素粒子物理学
- 死後の追悼:
- そこにはプランク定数\(h\) は彼の名前にちなんで名付けられました
- そこにはマックス・プランク協会科学の促進のために
- ザマックス・プランク賞理論物理学
- 小惑星(1069)プランキア
- 衛星プランク宇宙マイクロ波背景放射の研究のための ESA (2009-2013)
アインシュタインはプランクについて、「彼は科学的真実が何よりも大切であり、外的困難によってその人格が揺るがされることのない人物だった」と述べた。
マックス・プランクの主な貢献ドメイン | 年 | 貢献 | インパクト |
---|
熱力学 | 1879年 | 熱力学の第二法則 | 統計熱力学の基礎、不可逆性の理解 |
量子物理学 | 1900年 | 量子論 | 量子物理学の誕生、黒体問題の解決 |
量子物理学 | 1906年 | プランク定数 | 物理学の基本定数、量子力学の基礎 |
哲学 | 1930年代 | 物理的現実についての考え | 量子力学の解釈への影響、アインシュタインとの論争 |
機関 | 1948年 | マックス・プランク協会の設立 | ドイツにおける基礎研究の推進、研究機関のモデル |