Высокая планка Макса Планка
150 лет назад, 23 апреля 1858 года, родился Макс Планк, немецкий физик, основоположник квантовой теории, нобелевский лауреат 1918 года.
В середине XVI века Николай Коперник своим трудом «Об обращении небесных тел» открыл классическую эру в естествознании. Спустя три с половиной столетия Макс Планк положил начало новой физической эре — неклассической, которая длится уже более ста лет и характеризуется перманентным (а может, дискретно-порционным, или квантовым?) течением открытий. При этом сдается, что процесс этот бесконечен, и главные открытия еще впереди. Просто очень высока планка, установленная Планком.
1858 год оказался судьбоносным для науки: Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф в Гейдельберге начали разрабатывать метод спектрального анализа, без которого была бы невозможна атомная теория, основанная на знаменитом открытии Макса Планка, родившегося в том же году.
Выбирая профессию, юный Планк колебался между классической филологией, музыкальной композицией и естествознанием. Физика в конце концов победила вопреки советам его учителя, физика-экспериментатора Филиппа фон Жоли, по мнению которого в физике уже не осталось ничего принципиально нового, что можно было бы открыть. Без сомнения, в 70-х годах XIX века механика была развитой, зрелой наукой, однако немногие тогда чутко улавливали сбой в работе Вселенского часового механизма, заведенного Коперником и Ньютоном. Многие учения о природе, как, например, электродинамика, не могли разрабатываться дальше средствами классической механики; многие подозрения, существовавшие еще со времен Платона (о «кирпичиках» мироздания), не укладывались в ее законы. Но до «атомной» эры было еще очень далеко…
Тем временем Планк добросовестно изучает физику в Мюнхенском университете, проводит эксперименты, кстати, единственные в своей жизни, и упоенно занимается музыкой, играя в университетской церкви на органе. Позднее перебирается в Берлин — к Гельмгольцу и Кирхгофу, защищает докторскую, посвященную второму закону термодинамики, и возвращается в Мюнхен — преподавать.
В Мюнхене у Планка появилась еще одна страсть — альпинизм. Пожалуй, он достиг гармонии: мысль его взлетала к вершинам познания природы, душа сквозь трубы органа воспаряла к высотам творчества, а ноги несли его бренное тело к вершинам Альп. Это продолжалось всю жизнь. В 84-летнем возрасте ученый покорил трехтысячник в Восточном Тироле. А с Эйнштейном у них впоследствии сложился замечательный дуэт пианиста и скрипача. Да и их теории — квантовая и специальная теория относительности — со временем объединились, независимо от их создателей, стараниями последователей и по объективным законам гносеологии.
90-е годы прошли для ученого в исполнении обязанностей университетского профессора и в исследовании проблем теплового излучения тел. Решающее значение для теоретического обоснования квантовой формулы Планка имели результаты измерений, полученные Генрихом Рубенсом и Фердинандом Курлбаумом при экспериментах с излучением длинных волн. Их данные не соответствовали ранее установленной формуле излучения. Планк чувствовал: чтобы найти выход, нужно нечто «неведомое». Похоже, он его угадал. «Многократно запутанную дорогу», по которой он пришел к своей формуле E= hw, ученый описал не более подробно, чем Рентген события той ночи, когда он открыл свои лучи, или Менделеев, которому его таблица просто приснилась. Возможно, интуитивному методу познания, принятому в научном мире, отводится меньшая роль, чем другим гносеологическим методам; возможно, им даже можно было бы пренебречь, если бы открытия, сделанные с помощью рудиментарного «шестого чувства», не были бы столь значительными.
Величина h — Планк назвал ее квантом действия — является фундаментальной константой. Ее численное значение невообразимо мало: 6,548 Ч 10–34 Дж•с (в системе СИ). Испускание и поглощение энергии атомами и молекулами происходит не непрерывно, как следовало бы из традиционной физики, а дискретно — определенными порциями. Каждый шаг по энергии равен постоянной, умноженной на частоту. Дискретные порции энергии впоследствии получили названия квантов, а само открытие ознаменовало рождение квантовой теории, совершившей революцию в физике.
Сам же великий физик Планк, достигнув философского возраст (по Платону — после 50 лет), выступает в защиту материалистических взглядов на природу, отстаивая мысль о вечности Вселенной и ее законов, существующих объективно, то есть вне зависимости от бытия (или небытия) человека.
Остается добавить, что Макс Планк исполнял обязанности пастора в одной из берлинских кирх, хотя и не имел сана священника. Он был глубоко убежден, что религия дополняет науку и учит правдивости и уважительности…
