היום לפני: האב המייסד של תורת הקוונטים

מקס (קרל ארנסט לודוויג) פלאנק נולד ב-23 באפריל 1858 בקיל שבצפון גרמניה. כבר בגיל צעיר התגלה כישרונו למדעים מדויקים, אבל הוא התעניין גם במוזיקה. בשנת 1874 החל פלאנק ללמוד פיזיקה תיאורטית באוניברסיטת מינכן ובהמשך עבר לברלין. לאחר סיום הדוקטורט עבד במשרות אקדמיות במינכן ובקיל, ובשנת 1889 מונה לפרופסור באוניברסיטת ברלין, שבה סיים את לימודיו. מחקריו הראשונים עסקו בתרמודינמיקה ובכימיה פיזיקלית, שבהם ניסה להעמיק את הבסיס הפיזיקלי-המתמטי של הנושאים הללו ולסלק הנחות כלליות שלא נבדקו עד תום, שהיו מקובלות עד אז.

תרומתו הגדולה ביותר של פלאנק למדע הייתה פענוח תעלומת הגוף השחור. גוף שחור הוא הכינוי של הפיזיקאים לעצם שבולע את כל הקרינה האלקטרומגנטית הפוגעת בו. כל גוף בטבע שהטמפרטורה שלו עולה על האפס המוחלט פולט קרינה המכונה "קרינה תרמית". אך בשונה מכל הגופים האחרים, ספקטרום הקרינה התרמית של גוף שחור אינו מושפע מהקרינה שהוא בולע, מהמבנה שלו או מהרכבו הכימי, אלא רק מהטמפרטורה שלו. הידע הפיזיקלי של סוף המאה ה-19 לא הצליח להסביר את צורת הספקטרום הזה.

פלאנק הניח שהאנרגיה של קרינת גוף שחור אינה יכולה להשתנות בכל כמות, אלא רק במנות קבועות, (קוונטות). הוא מצא שיש יחס קבוע בין מנת האנרגיה של פוטון (חלקיק אור) לתדר הקרינה שלו, ולימים הערך זה זכה בשם "קבוע פלאנק" (h).

בעבודה שפרסם בשנת 1900 הראה פלאנק שבעזרת ההנחה הזאת אפשר להסביר במלואו את ספקטרום הגוף השחור. תחילה התקשו המדענים לקבל את התיאוריה המהפכנית הזאת ואפילו פלאנק עצמו התלבט בשאלה אם השערתו לגבי כימות (קוונטיזציה) האנרגיה היא רק תעלול מתמטי או שמא זו תופעה הנשענת על בסיס פיזיקלי איתן. היה זה ידידו הטוב אלברט איינשטיין שהכריע בשאלה לטובת ההסבר הפיזיקלי ובכך הונחו היסודות לתורת הקוונטים.

לאור עבודתם של איינשטיין ותיאורטיקנים אחרים, ועקב הצטברות של תוצאות ניסויים, קיבלה בסופו של הדבר הקהילה המדענית את תורתו של פלאנק וב-1918 הוענק לו פרס נובל בפיזיקה.

במהלך המאה ה-20 המשיכו מדענים מפורסמים, כגון נילס בוהר, לואי דה-ברויי, ארווין שרדינגר ופול דיראק לפתח את תורת הקוונטים, שהפכה לתיאוריה מרכזית בפיזיקה. איינשטיין וגם פלאנק התקשו לקבל את הפיתוחים החדשים, שהפרו את עקרון הדטרמיניזם, כלומר את הקשר הישיר בין פעולה לתוצאה, והחליפו אותו בקשר סטטיסטי.

בשנים שאחרי מלחמת העולם הראשונה החזיק פלאנק במשרות בכירות במוסדות הפיזיקה של גרמניה: אוניברסיטת ברלין, האקדמיה הפרוסית למדעים, החברה הגרמנית למדעים ומכון קייזר וילהלם (כיום מכון מקס פלאנק). הוא היה לא רק חוקר מעולה, אלא גם מדריך מדעי מצוין. אף על פי שהיו לו רק תלמידי מחקר מעטים, שניים מהם זכו גם הם בפרס נובל בפיזיקה. מקס פון לאואה עשה זאת עוד לפניו (1914), ואילו וולטר בות'ה קיבל את הפרס ב-1954. פלאנק גם איחד את קהילות הפיזיקאים בגרמניה לגוף אחד – החברה הגרמנית לפיזיקה, והיה נשיאה במשך כמה תקופות.

חייו של פלאנק היו רצופים טרגדיות אישיות. בשנת 1909 מתה אשתו וחמש שנים מאוחר יותר נהרג בנו הבכור קרל במלחמת העולם הראשונה. זמן קצר לאחר מכן הלכה לעולמה בתו כשכרעה ללדת, וכעבור שנתיים מתה אחותה התאומה בנסיבות זהות.

אחד המוחות הגדולים של זמננו. מקס פלאנק | צילום מתוך ויקיפדיה

פלאנק התנגד בגלוי למשטר הנאצי בגרמניה, בעיקר בנוגע לרדיפת יהודים, ושילם על כך מחיר אישי. ב-1936, כשתקופת כהונתו בראש מכון קייזר וילהלם עמדה להסתיים, לחצו עליו הנאצים שלא יגיש את מועמדותו לכהונה נוספת. בסוף שנת 1938 השתלטה המפלגה גם על האקדמיה הפרוסית למדעים ופלאנק נאלץ להתפטר מנשיאות המוסד.

במלחמת העולם השניה החליט להישאר בגרמניה למרות המצב, והאמין שמדובר במשבר חולף. הוא עזב את ברלין המופצצת לאזור כפרי, אך דווקא שם נפגע ביתו בהפצצה אווירית של בעלות הברית בפברואר 1942. הבית נהרס כליל ורכושו נשרף, ובכלל זה רשימות מדעיות ותכתובות עם עמיתיו. בנו הצעיר והאחרון שנותר חי, ארווין, נעצר ביולי 1944 בעקבות מעורבותו בניסיון ההתנקשות הכושל בהיטלר (קשר 20 ביולי), והוצא להורג כעבור כמה חודשים.

לאחר המלחמה עבר פלאנק לגטינגן, שם הלך לעולמו באוקטובר 1947, בגיל 89. בהספד שנכתב עליו ב"ניו יורק טיימס" כינה אותו העיתון "אחד המוחות הגדולים של זמננו", והוסיף שכאחד מאבות תורת הקוונטים הוא ניצב בשורה אחת עם מדענים בני אלמוות כמו ארכימדס, גלילאו, ניוטון ואיינשטיין. פלאנק הונצח גם בכמה גדלים פיזיקליים יסודיים: קבוע פלאנק (h) שכבר הזכרנו, אורך פלאנק lp ומסת פלאנק mp. כמו כן, רשת מכוני המחקר הלאומיים של גרמניה, שהוקמה מחדש ב-1948, קרויה כיום על שמו, ומכוני מקס פלאנק הם שם נרדף למצוינות מדעית.