ماكس بلانك

ماكس بلانك عالم فيزياء ألماني، يرجع الفضل إليه في إرساء قواعد نظرية الكم في الفيزياء. شغل العديد من المناصب الأكاديمية، وحاز جوائز عديد من بينها وسام كوبلي، وجائزة نوبل في الفيزياء لسنة 1918.

عالم فيزياء ألماني، تمكن من اكتشاف ما يعرف بكم الطاقة. ترعرع في جو عائلي محافظ، وتلقى تعليمه في جامعة ميونيخ. واستطاع أن يحول جامعة برلين إلى قبلة لعلماء الفيزياء المشهورين. تولى العديد من المناصب الأكاديمية في ألمانيا، وعُرف بأخلاقه العالية ونزاهته.

أهلته مساهماته العلمية عامة وفي فيزياء الكم خاصة لنيل جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1918.

ترجع شهرة ماكس بلانك الكبيرة إلى كونه مؤسس نظرية الكم في الفيزياء، فضلًا عن مساهماته العلمية المهمة التي أهّلته لنيل جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1918.

ولد ماكس بلانك بتاريخ 23 أبريل 1858، في مدينة كييل بألمانيا. ترعرع بلانك في جو عائلي ساده الالتزام بتعاليم الكنيسة، والتفوق الدراسي والحفاظ على قيم الشرف والنزاهة والكرم، فانعكس ذلك كله على مسيرته العلمية. عندما بلغ بلانك التاسعة من عمره، تلقى والده عرضًا للعمل في جامعة ميونيخ، فانتقلت العائلة إلى هناك، حيث انضم بلانك إلى مدرسة ماكسيمليان المشهورة، واهتم في البداية بالرياضيات والفيزياء، ولكنه سرعان ما أظهر تفوقه في جميع المواد الأخرى.

تخرّج بلانك من المدرسة في سن السابعة عشر، وواجه حينها قرارًا مصيريًا يتمثل في اختيار موضوع دراسته الأكاديمية، فاستقر رأيه في نهاية المطاف على دراسة الفيزياء بدلًا من الفلسفة الكلاسيكية أو الموسيقا. كان بلانك شغوفًا بالموسيقا، ولاسيما أعمال برامز وشوبرت. وكان يهوى أيضًا المشي لمسافات طويلة يوميًا، فضلًا عن تسلق الجبال في العطلات.

انتسب بلانك إلى جامعة ميونخ في خريف عام 1874، ولكنه لم يحظَ بتشجيع كبير من أستاذ الفيزياء فيليب فون جولي. وخلال العام الذي قضاه في جامعة برلين (1877-1878)، لم يكن معجبًا إطلاقًا بالمحاضرات التي ألقاها هيرمان فون هلمهولتز، وغوستاف روبرت كيرشوف، وذلك بالرغم من مكانتهما المرموقة بوصفهما عالمين وباحثين. عاد بلانك مجددًا إلى جامعة ميونيخ، ونال شهادة الدكتوراه بعمر الحادية والعشرين.

وفي سنة 1880، أكمل أطروحته وأصبح محاضرًا في الجامعة، قبل أن ينتقل عام 1985 ليصبح أستاذًا مشاركًا في جامعة كييل. وبعد وفاة كيرشوف سنة 1988، انتقل إلى جامعة برلين وعمل برفقة هلمهولتز حتى سنة 1892، حين حاز درجة الأستاذية الكاملة.

تزوج بلانك مرتين المرة الأولى من ماري ميرك والثانية من مارغا فون هيسلين.

عانى بلانك الكثير من المآسي على الصعيد الشخصي؛ فقد توفيت زوجته الأولى ماري ميرك بعد مرور 22 عامًا على زواجهما، وتوفي ابنه الأكبر كارل سنة 1916.

وفي السنة التالية، توفيت ابنته مارغريت أثناء الولادة، ولقيت ابنته الأخرى إيما ذات المصير سنة 1919. ولما اندلعت الحرب العالمية الثانية، دُمر منزله في برلين جراء القصف، واعتقل ابنه سنة 1944 بسبب محاولته اغتيال هتلر، وأعدم في العام التالي. لم يتحمل بلانك ما حل به من مصائب، فانتقل مع زوجته الثانية، مارغا فون هيسلين، إلى غوتنغن حيث توفي هناك سنة 1947.

حاول إقناع هتلر بتغيير سياسيته العنصرية لكنه فشل في ذلك.
اتُهم ابنه بالمشاركة في محاولة فاشلة لاغتيال هتلر، فاعتقل وأعدم.
كان محبًا للموسيقا، ولاسيما شوبرت وبرامز.
حصل بلانك على شهادات دكتوراه فخرية من جامعات فرانكفورت، وروستوك، وأثينا وكامبريدج، وبرلين، ولندن، وميونيخ وغلاسكو.

لم يتحمل بلانك ما حل به من مصائب، فانتقل مع زوجته الثانية، مارغا فون هيسلين، إلى غوتنغن حيث توفي هناك سنة 1947.

استحوذ قانون حفظ الطاقة-القانون الأول للديناميكا الحرارية-على إعجاب بلانك وتقديره منذ كان طالبًا في المدرسة. وخلال سنوات الدراسة الجامعية، اقتنع بلانك أيضًا أن قانون الإنتروبيا-القانون الثاني للترموديناميك-كان قانونًا مطلقًا.

وقد أصبح القانون الثاني موضوع أطروحة الدكتوراه التي قدمها في جامعة ميونيخ، بالإضافة إلى كونه محور جميع الأبحاث التي ساهمت في اكتشافه الكمّ، أو ما يعرف بثابت بلانك.

عرّف كيرشوف الجسم الأسود بأنه أفضل جسم يبعث الإشعاع ويمتصه. وقد كان بلانك مهتمًا بشكل خاص بالصيغة التي وضعها زميله فيلهلم فيين، فحاول عدة مرات اشتقاق "قانون فيين" اعتمادًا على القانون الثاني للترموديناميك. ولكن وجد بعض العلماء التجريبيين، أمثال أوتو ريتشارد لومر، وإرنست برينغشيم، وهاينريخ روبنز، مؤشرات واضحة تبين أن قانون فيين كان متطابقًا مع النتائج عند ترددات عالية، وغير متطابق معها عند ترددات منخفضة.

علم بلانك بهذه الأمر قبل اجتماع الجمعية الفيزيائية الألمانية، وكان يدرك جيدًا أنه حتى يكون قانون فيين صالحًا، يجب أن تعتمد إنتروبيا الإشعاع على طاقته عند الترددات العالية، ولا بدّ أن يسري ذلك أيضًا عند التردد المنخفض للحصول على النتائج التجريبية. وبناء على ذلك، قدّر بلانك أن عليه محاولة الجمع بين هذين المفهومين بأبسط طريقة ممكنة، وتحويل النتيجة إلى صيغة تربط بين طاقة الإشعاع وتردده.

أُطلق على النتيجة التي توصل إليها بلانك اسم "قانون بلانك"، وقد لاقت ترحيبًا كبيرًا لدى علماء الفيزياء. أما بلانك نفسه فكان يرى أن الأمر لا يعدو عن كونه مجرد ضربة حظ.

ولكنه أثناء محاولة إثبات صحة نتيجته، اكتشف أنه مضطر للتخلي عن وصف القانون الثاني للترموديناميك بالمطلق، وقبول تفسير لودفيغ بولتزمان الذي رأى أنه قانون إحصائي. بالإضافة إلى ما سبق، افترض بلانك أن الجسم الأسود لا يمكن أن يمتص الطاقة الإشعاعية بشكل مستمر، وإنما على صورة كميات صغيرة جدًا يطلق على كل واحد منها اسم الكمّ.

كان مفهوم كم الطاقة الذي توصل إليه بلانك يتعارض بشكل جوهري مع النظرية السائدة في الفيزياء آنذاك. وفي الواقع، مضت عدة سنوات قبل أن يلاقي اكتشاف بلانك اعترافًا عامًا، وكان لأينشتاين دور محوري في ذلك. ففي عام 1905، جادل أينشتاين أن الطاقة الإشعاعية نفسها تتكون من كموم في ظل ظروف معينة (كموم ضوئية سميت لاحقًا بالفوتونات).

وفي عام 1909، قدم أينشتاين مفهوم ازدواجية الجسيم-الموجة. وبعدها بعامين حضر أينشتاين وبلانك برفقة علماء آخرين مؤتمر سولفاي الأول للفيزياء في مدينة بروكسل، وقد دفعت النقاشات التي جرت هناك عالمَ الرياضيات الفرنسي هنري بوانكاريه، إلى تقديم دليل رياضي يثبت أن قانون بلانك يتطلب بالضرورة إدخال الكم، مما ساهم في تغيير رأي بعض العلماء، مثل جيمس جينز، فأعلنوا دعمهم للنظرية الكمومية.

حاز بلانك جائزة نوبل للفيزياء لسنة 1918 بالإضافة إلى عدد كبير من الجوائز التكريمية نظير اكتشافه الشهير. وبالرغم من كونه لم يحقق بعد ذلك أي اكتشافات مهمّة، فإنه استمر في أبحاثه العلمية التي شملت مجالات مختلفة مثل البصريات والديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية وغيرها.

كذلك، كان أول عالم فيزيائي بارز يدافع عن النظرية النسبية لأينشتاين. وفي عام 1914، نجح في إقناع أينشتاين بالحضور إلى جامعة برلين، وبعده بخمس سنوات تمكن من إحضار طالبه ماكس فون لاو. وعندما تقاعد من منصبه، اختير عالم الفيزياء إرفين شرودنجر خلفًا له، وبذلك أضحت برلين مركز علوم الفيزياء النظرية في العالم.

كرس بلانك جلّ وقته في السنوات الأخيرة من حياته للكتابة حول الأسئلة الفلسفية والدينية والجمالية.

"يشكو الناس من عدم وجود أي فلاسفة في جيلنا، ولكنهم مخطئون في ذلك؛ لأنهم الآن موجودون في كلية أخرى، وأسماؤهم هي ألبرت أينشتاين، وماكس بلانك" أدولف فون هارناك (مؤرخ ألماني).

وقد تولى خلال حياته العديد من المناصب المهمة في أماكن مختلفة مثل الأكاديمية البروسية للعلوم، وجمعية القصير فيلهلم وغيرها، ونادرًا ما كانت قراراته موضع تساؤل، نظرًا لما تمتع به من أخلاق ونزاهة وحكمة لا تقبل الجدل إطلاقًا. حاول بلانك إقناع هتلر بتغيير سياساته العنصرية، ولكنه فشل في مهمته، فآثر البقاء في ألمانيا لعله يتمكن من الحفاظ على المدرسة الفيزيائية الألمانية.