Max Planck, Alman fizikçi ve modern kuantum kuramının öncüsüdür. Kara cisim ışıması üzerine yaptığı çalışmalar sırasında enerjinin kesikli miktarlar, yani kuantalar hâlinde soğurulup yayıldığını ortaya koydu; bugün kendi adıyla bilinen Planck sabitini fiziğe kazandırdı. Bu çalışmaları nedeniyle 1918 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Max Planck, tam adıyla Max Karl Ernst Ludwig Planck, 23 Nisan 1858 tarihinde Almanya'nın Kiel kentinde doğdu. Babası Julius Wilhelm Planck hukuk profesörü, annesi Emma Patzig Planck'tı. Babasının akademik görevi nedeniyle aile daha sonra Münih'e taşındı. Planck, ortaöğrenimini Münih'teki Maximiliansgymnasium'da tamamladı. Buradaki fizik öğretmeninin etkisiyle fiziğe özel ilgi duymaya başladı.

Eğitimi ve Akademik Kariyeri

Max Planck, 1874 yılında Münih Üniversitesinde fizik öğrenimine başladı. Eğitimini bir süre Berlin Üniversitesinde sürdürdü; burada dönemin önde gelen fizikçilerinden Gustav Kirchhoff ve Hermann von Helmholtz'un derslerini izledi. Termodinamik konusunda özellikle Rudolf Clausius'un çalışmalarından etkilendi.

1879 yılında Münih Üniversitesinde doktorasını tamamladı. 1880 yılında habilitasyonunu yaptıktan sonra aynı üniversitede özel öğretim görevlisi olarak çalışmaya başladı. 1885 yılında Kiel Üniversitesi'ne teorik fizik doçenti olarak atandı.

1889 yılında Gustav Kirchhoff'un ölümünün ardından Berlin'deki Friedrich Wilhelm Üniversitesinde teorik fizik alanında görev aldı; 1892 yılında profesör oldu. 1894 yılında Prusya Bilimler Akademisine üye seçildi, 1912'de akademinin sürekli sekreterlerinden biri oldu. Üniversitedeki görevinden 1926 yılında emekliye ayrıldı.

1930 yılında Kaiser Wilhelm Society for the Advancement of Science'ın başkanlığına seçildi. Bu kurum daha sonra Max Planck Society'nin öncülü oldu. Max Planck, Kaiser Wilhelm Society başkanlığını 1937 yılına kadar yürüttü. 1938 yılında ise Prusya Bilimler Akademisindeki görevlerinden ayrıldı.

Termodinamik ve Kara Cisim Işıması

Max Planck'ın ilk bilimsel çalışmaları termodinamik, entropi ve ısıl süreçler üzerineydi. 19. yüzyılın sonlarına doğru fizikçilerin önemli sorunlarından biri, ısıtılan bir cismin farklı dalga boylarında ne kadar elektromanyetik ışınım yaydığını açıklamaktı.

Bu problem, özellikle üzerine düşen bütün elektromanyetik ışınımı soğuran ve sıcaklığına bağlı olarak ışınım yayan ideal bir “kara cisim” modeli üzerinden inceleniyordu. Deneysel ölçümler, klasik fiziğin enerji dağılımına ilişkin öngörüleriyle tam olarak açıklanamıyordu.

Bir cisim ısıtıldığında önce kızılötesi bölgede ışınım yayar. Sıcaklık yükseldikçe görünür bölgede önce kırmızı, daha sonra turuncu, sarı ve diğer renkleri içeren ışınım belirginleşir. Daha yüksek sıcaklıklarda yayılan enerjinin önemli bir bölümü morötesi bölgeye doğru kayar.

Kuantum Kuramının Doğuşu

Max Planck, kara cisim ışımasını açıklamak amacıyla yürüttüğü çalışmaların sonucunu 1900 yılında açıkladı. Deneysel sonuçlarla uyumlu bir ışınım yasası elde edebilmek için enerjinin sürekli biçimde değil, belirli büyüklüklerdeki paketler hâlinde alışveriş edildiğini kabul etti.

Planck'ın ortaya koyduğu temel bağıntıda bir enerji kuantumunun enerjisi, ışınımın frekansı ile bugün “Planck sabiti” olarak adlandırılan evrensel sabitin çarpımına eşittir. Bu ilişki E = hν biçiminde ifade edilir. Burada E enerjiyi, ν frekansı, h ise Planck sabitini gösterir.

Planck başlangıçta bu varsayımı deneysel kara cisim ışınımı sonuçlarını açıklamaya yarayan matematiksel bir yöntem olarak değerlendirdi. Ancak enerjinin kesikli değerler hâlinde alışveriş edildiği düşüncesi, klasik fiziğin süreklilik anlayışından temel bir kopuş anlamına geliyordu.

Bu nedenle Max Planck'ın 1900 tarihli çalışması kuantum kuramının başlangıç noktası kabul edilir. Bununla birlikte “1900 yılında kuantum mekaniğini keşfetti” demek doğru değildir; kuantum mekaniğinin matematiksel ve fiziksel yapısı sonraki yıllarda başka bilim insanlarının katkılarıyla geliştirildi.

Albert Einstein, 1905 yılında fotoelektrik etkiyi açıklarken Planck'ın kuantum düşüncesini ışığa uyguladı ve elektromanyetik ışınımın da belirli enerji paketleri biçiminde davranabileceğini ileri sürdü. Daha sonraki yıllarda Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg ve diğer fizikçilerin çalışmalarıyla kuantum kuramı modern kuantum mekaniğine dönüştü.

Planck'ın kara cisim ışınımı için geliştirdiği bağıntı “Planck ışınım yasası”, kullandığı temel sabit ise “Planck sabiti” adıyla fiziğin temel kavramları arasına girdi.

Nobel Fizik Ödülü

Max Planck, enerji kuantalarını keşfederek fiziğin gelişimine yaptığı katkılar nedeniyle 1918 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Birinci Dünya Savaşı nedeniyle ödülünü daha sonra aldı.

Planck'ın çalışması, 20. yüzyıl fiziğinin yönünü değiştiren temel gelişmelerden biri oldu. Kuantum düşüncesi daha sonra atom fiziğinden parçacık fiziğine, katı hâl fiziğinden modern elektronik teknolojilerine kadar geniş bir alanda kullanılan kuantum mekaniğinin temelini oluşturdu.

Bilim Dünyasındaki Görevleri

Max Planck, yalnızca teorik fizik alanındaki araştırmalarıyla değil, Alman bilim kurumlarındaki yöneticilik görevleriyle de etkili oldu. Prusya Bilimler Akademisinde uzun yıllar görev yaptı ve Kaiser Wilhelm Society'nin başkanlığını üstlendi.

1933 yılında Adolf Hitler liderliğindeki Nazilerin iktidara gelmesinin ardından Almanya'daki bilim kurumları da rejimin baskısıyla karşı karşıya kaldı. Planck, Almanya'da kalmayı tercih ederek bilim kurumlarının bağımsızlığını mümkün olduğunca korumaya ve baskı altındaki bazı bilim insanlarına destek olmaya çalıştı.

Yahudi bilim insanlarının görevlerinden uzaklaştırıldığı bu dönemde bazı meslektaşlarının korunması için girişimlerde bulundu. 1935 yılında sürgünde ölen bilim insanı Fritz Haber için Berlin'deki Harnack House'da anma toplantısı düzenlenmesinde rol aldı. Nazi yönetiminin baskısı sonucunda Kaiser Wilhelm Society başkanlığına 1937 yılında yeniden aday olmadı.

Ailesi ve Özel Hayatı

Max Planck, çocukluk arkadaşı Marie Merck ile 1887 yılında evlendi. Bu evlilikten Karl, ikiz kızları Grete ve Emma ile Erwin adlı çocukları dünyaya geldi.

Marie Merck 1909 yılında hayatını kaybetti. Planck, 1911 yılında ilk eşinin yeğeni Margarethe “Marga” von Hoesslin ile ikinci evliliğini yaptı. Bu evlilikten Hermann adlı bir oğlu oldu.

Max Planck'ın yaşamı peş peşe aile trajedileriyle gölgelendi. Büyük oğlu Karl 1916 yılında Birinci Dünya Savaşı'nda hayatını kaybetti. İkiz kızlarından Grete 1917 yılında, Emma ise 1919 yılında doğum sırasında öldü.

Planck'ın oğlu Erwin Planck, Nazi yönetimine karşı çevrelerle ilişkiliydi. Adolf Hitler'e karşı gerçekleştirilen 20 Temmuz 1944 suikast girişiminin ardından tutuklandı. Max Planck, oğlunun hayatını kurtarmak amacıyla Nazi yöneticilerine çeşitli başvurularda bulundu; ancak girişimleri sonuçsuz kaldı. Erwin Planck 23 Ocak 1945 tarihinde Berlin-Plötzensee'de idam edildi.

İkinci Dünya Savaşı Yılları

İkinci Dünya Savaşı sırasında Max Planck'ın Berlin'deki evi Şubat 1944'teki bir hava bombardımanında tamamen yıkıldı. Eviyle birlikte bilimsel notlarının, günlüklerinin, mektuplarının ve kitaplarının önemli bir bölümü de yok oldu.

Savaşın son döneminde Berlin'den ayrılan Planck, Rogätz'da kaldı. 1945 yılında Göttingen'e geçti. Savaş sonrasında Kaiser Wilhelm Society'nin yeniden yapılanma sürecine katkıda bulundu ve 1946 yılında kurumun onursal başkanı oldu. Kaiser Wilhelm Society'nin devamı niteliğindeki bilim kuruluşu daha sonra onun onuruna Max Planck Society adını aldı.

Ölümü

Max Planck, İkinci Dünya Savaşı'nın ardından Göttingen'e yerleşti. 4 Ekim 1947 tarihinde Göttingen'de 89 yaşında hayatını kaybetti.

Başlıca Bilimsel Katkıları

1900 - Enerji kuantumu düşüncesini ortaya koyması ve kuantum kuramının temelini atması
1900 - Planck ışınım yasasını geliştirmesi
Planck sabitini fiziğe kazandırması
Termodinamik ve entropi üzerine çalışmalar yapması
Kara cisim ışınımının enerji dağılımını açıklaması

Ödülleri

1918 - Nobel Fizik Ödülü - Enerji kuantalarını keşfederek fiziğin gelişimine yaptığı katkılar nedeniyle