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馬克斯·普朗克

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馬克斯·普朗克(全名:馬克斯·卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克,Max Karl Ernst Ludwig Planck,1858年4月23日—1947年10月4日),出生於德國荷爾施泰因,物理學家、量子力學重要創始人之一,普魯士科學院院士,美國藝術與科學院院士美國國家科學院外籍院士,1918年諾貝爾物理學獎獲得者,生前是柏林大學名譽教授 [2] 
馬克斯·普朗克於1874年進入慕尼黑大學攻讀數學專業,後改讀物理學專業;1877年轉到柏林大學;1878年在慕尼黑完成教師資格考試;1879年獲得柏林大學博士學位;1880年6月獲得大學任教資格;1885年被基爾大學聘任為理論物理學教授;1892年前往柏林大學任教;1894年被選為普魯士科學院院士;1900年首次提出了能量量子化,標誌着量子論誕生;1913年被任命為柏林腓特烈威廉大學校長 [29]  ;1918年獲得諾貝爾物理學獎 [1]  ;1926年退休後擔任柏林大學名譽教授,同年當選為美國國家科學院外籍院士;1930年至1937年擔任德國威廉皇家學會會長 [4]  ;1938年第1069號小行星以普朗克的名字命名為Planckia;1947年10月4日逝世,享年89歲 [4] 
馬克斯·普朗克主要從事熱力學、量子力學方面的研究 [1] 
中文名
馬克斯·普朗克
外文名
Max Planck
國    籍
德國
民    族
日耳曼人
出生地
丹麥基爾鎮(現德國荷爾施泰因)
出生日期
1858年4月23日
逝世日期
1947年10月4日
畢業院校
柏林大學
職    業
教育科研工作者
主要成就
1894年當選為普魯士科學院院士
1900年首次提出了能量量子化概念
1914年當選為美國藝術與科學院院士
1918年獲得諾貝爾物理學獎
性    別

馬克斯·普朗克人物生平

1874年的普朗克 1874年的普朗克
1858年4月23日,馬克斯·普朗克出生于丹麥基爾鎮(現德國荷爾施泰因)。
1867年,全家搬去了慕尼黑,在慕尼黑的馬克西米利安文理中學(Maximilians Gymnasium)讀書,並在那裏受到數學家奧斯卡·馮·米勒(Oskar von Miller)(後來成為了德意志博物館創始人)的啓發。
1874年,進入慕尼黑大學攻讀數學專業,後改讀物理學專業。
1878年學生時代的普朗克 1878年學生時代的普朗克
1877年,轉學到柏林大學,在物理學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫以及數學家卡爾·魏爾施特拉斯門下學習。再此期間主要從魯道夫·克勞修斯的講義中自學,並受到這位熱力學奠基人的影響開始學習熱學理論。
1878年10月,在慕尼黑完成了教師資格考試。
1879年2月,遞交了博士論文《關於熱力學第二定律》,獲得博士學位。
1880年6月,以論文《各向同性物質在不同温度下的平衡態》獲得大學任教資格。
1885年4月,被基爾大學聘任為理論物理學教授。
1901年的普朗克 1901年的普朗克
1889年4月,赫爾曼·馮·亥姆霍茲通知馬克斯·普朗克前往柏林大學,接手古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫的工作。
1892年,接手柏林大學教職,年薪約6200馬克。
1894年,被選為普魯士科學院(Preußische Akademie der Wissenschaften)院士 [6] 
1900年12月14日,在德國物理學會例會的報告中提出了能量量子化,標誌着量子論誕生 [8] 
1907年,拒絕維也納大學接替路德維希·玻耳茲曼教職的邀請,留在了柏林大學,並受到了柏林大學學生會火炬遊行隊伍的感謝。
1913年,被任命為柏林腓特烈威廉大學(Friedrich-Wilhelms-Universität)校長 [29] 
1914年,當選為美國藝術與科學院院士 [5] 
1918年,獲得諾貝爾物理學獎 [1] 
1920年,共同創立了德國科學緊急協會(Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft,現德國研究基金會) [4] 
1926年10月1日,從柏林大學物理系主任位置上退休,並由埃爾温·薛定諤繼任;同年,當選為美國國家科學院外籍院士 [17] 
1930年—1937年,擔任德國威廉皇家學會會長 [4] 
1938年,80歲時,第1069號小行星(1927年1月28日由德國天文學家馬克斯·沃夫在海德堡發現)以馬克斯·普朗克的名字命名為Planckia。
1945年,擔任德國威廉皇家學會臨時會長 [3] 
1946年,受英國皇家學會邀請參加在倫敦舉行的牛頓慶典;同年,在英國地區馬克斯·普朗克學會成立後擔任名譽主席 [4] 
1947年10月4日,在德國哥廷根逝世 [7]  ,享年89歲 [4] 

馬克斯·普朗克主要成就

馬克斯·普朗克科研成就

  • 熱力學
馬克斯·普朗克早期的研究領域主要是熱力學。他的博士論文就是《論熱力學的第二定律》,此後他從熱力學的觀點對物質的聚集態的變化、氣體與溶液理論等進行了研究 [20] 
  • 普朗克輻射公式
1896年,馬克斯·普朗克開始對熱輻射進行了系統的研究。期間為了解決瑞利-金斯公式只在低頻範圍符合,而維恩公式(維恩位移定律)只在高頻範圍符合,1899年,馬克斯·普朗克提出了“基礎無序原理”(principle of elementary disorder),並把瑞利-金斯定律和維恩位移定律這兩條定律使用一種熵列式進行內插,可以很好地描述測量結果 [21] 
1900年10月下旬,馬克斯·普朗克在《德國物理學會通報》上發表一篇只有三頁紙的論文,題目是《論維恩光譜方程的完善》,第一次提出了黑體輻射公式。12月14日,在德國物理學會的例會上,他作了《論正常光譜中的能量分佈》的報告,在報告中指出,為了從理論上得出正確的輻射公式,必須假定物質輻射(或吸收)的能量不是連續地、而是一份一份地進行的,只能取某個最小數值的整數倍,這個最小數值就叫能量子,能量的最小數值表示為:
該公式稱為普朗克輻射公式或普朗克定律,其中,ν是輻射頻率,h被馬克斯·普朗克叫做基本作用量子,後來被命名為普朗克常數
1906年,馬克斯·普朗克在《熱輻射講義》一書中系統地總結了他的工作,為開闢探索微觀物質運動規律新途徑提供了重要的基礎 [22] 
  • 量子假説
1900年,馬克斯·普朗克提出了能量量子化。受他的啓發,阿爾伯特·愛因斯坦於1905年提出在空間傳播的光也不是連續的,而是一份一份的,每一份叫一個光量子,簡稱光子,光子的能量E跟光的頻率v成正比,即
這個學説以後就叫光量子假説 [23] 
  • 波爾茲曼常數
馬克斯·普朗克沿着路德維希·玻爾茲曼的思路進行研究得出波爾茲曼常數,為了向他一直尊崇的波爾茲曼教授表示尊重,建議將k命名為波爾茲曼常數 [1] 
  • 學術論著
時間
名稱
1879年
《關於熱力學第二定律(Über den zweiten Hauptsatz der Mechanischen Wä)》(博士論文) [28] 
1893年
《普通熱化學概論》
1897年
《熱力學講義》
1906年
《熱輻射講義(Vorlesungen über Thermodynamik)》 [24] 
1900年
《論維恩光譜方程的完善》
1900年
《論正常光譜中的能量分佈》
1900年
《關於正常光譜的能量分佈定律的理論》
1908年
《能量守恆原理》(第二版)
1914年
《熱輻射理論》
1916年—1930年
《理論物理學導論》(共5卷)
1932年
《熱學理論》
1958年
《物理學論文與講演集》(共3卷)
1959年
《物理學的哲學》
  • 科研成果獎勵
時間
項目名稱
獎勵名稱
1897年
專著《能量守恆原理》(Das Prinzip der Erhaltung der Energie) [27] 
哥廷根大學哲學系授獎

馬克斯·普朗克人才培養

  • 指導學生
根據2023年9月數學譜系項目網站數據,馬克斯·普朗克在柏林大學先後指導包括馬克斯·馮·勞厄(1914年諾貝爾物理學獎獲得者)在內的17名學生,具體信息如下 [25] 
畢業時間
姓名
畢業學校
1897年
馬克斯·亞伯拉罕(Abraham, Max)
柏林大學
1901年
海因裏·希卡斯滕斯(Karstens, Heinrich)
柏林大學
1903年
馬克斯·馮·勞厄(von Laue, Max) [26] 
柏林大學
1904年
莫里茨·施裏克(Schlick, Moritz)
柏林大學
1907年
瓦爾特·邁斯納(Meißner, Walther)
柏林洪堡大學
1909年
卡爾·埃裏希·胡普卡(Hupka, Karl Erich)
柏林大學
1911年
古斯塔夫·赫茲(Hertz, Gustav)
柏林洪堡大學
1912年
沃爾特·肖特基(Schottky, Walter)
柏林大學
1913年
卡爾·科爾納(Körner, Karl)
柏林大學
1914年
瓦爾特·博特(Bothe, Walther)
柏林洪堡大學
1914年
埃裏希·克雷奇曼(Kretschmann, Erich)
柏林大學
1921年
沃爾特·戈登(Gordon, Walter)
柏林大學
1922年
埃裏希·舒曼(Schumann, Erich)
柏林洪堡大學
1922年
理查德·貝克爾(Becker, Richard)
柏林洪堡大學
1924年
伊西多爾·馬爾金(Malkin, Isidor)
柏林大學
1929年
威廉·温澤爾(Wenzel, Wilhelm)
柏林洪堡大學
1932年
希爾德·海尼克(Heinicke, Hilde)
柏林大學

馬克斯·普朗克榮譽表彰

  • 獎勵
時間
榮譽表彰
授予單位
1914年
美國藝術與科學院院士 [5] 
美國藝術與科學院(American Academy of Arts and Sciences)
1915年
藝術和科學勳章騎士(Knight of the Order of the Pour le mérite for the arts and sciences) [4] 

1918年
諾貝爾物理學獎(Nobel Prize in Physics) [1] 

1926年
美國國家科學院外籍院士(International Member) [17] 
美國國家科學院(National Academy of Sciences)
1926年
英國皇家學會最高級名譽會員
1928年
德意志帝國雄鷹勳章(Adlerschild des Deutschen Reiches)

1929年
馬克斯·普朗克獎章(與阿爾伯特·愛因斯坦共同獲獎) [31] 
  • 榮譽學位
榮譽學位
授予單位
法蘭克福大學榮譽博士學位
法蘭克福大學(Goethe University Frankfurt)
慕尼黑工業大學榮譽博士學位
慕尼黑工業大學(Technische Universität München)
羅斯托克大學榮譽博士學位
羅斯托克大學(Universitaet Rostock)
柏林工業大學榮譽博士學位
柏林工業大學(Technische Universität Berlin)
格拉茨大學榮譽博士學位
格拉茨大學(Karl-Franzens-Universität Graz)
雅典大學榮譽博士學位
雅典大學(University of Athens)
劍橋大學榮譽博士學位
劍橋大學(University of Cambridge)
倫敦大學榮譽博士學位
倫敦大學(University of London)
格拉斯哥大學榮譽博士學位
格拉斯哥大學(University of Glasgow)
參考資料來源: [32-33] 

馬克斯·普朗克社會任職

時間
擔任職務
1905年
1912年—1938年
普魯士科學院常任秘書 [8] 
1921年
德國研究人員和醫生協會主席 [4] 

美國物理學會名譽會長 [1] 

馬克斯·普朗克個人生活

  • 家世背景
馬克斯·普朗克
馬克斯·普朗克(4張)
馬克斯·普朗克出生在一個受到良好教育的傳統家庭,他的曾祖父戈特利布·雅各布·普朗克(Gottlieb Jakob Planck,1751年—1833年)和祖父海因裏希·路德維希·普朗克(Heinrich Ludwig Planck,1785年—1831)都是哥廷根大學的神學教授;父親威廉·約翰·尤利烏斯·普朗克(Wilhelm Johann Julius Planck,1817年—1900年)是基爾大學和慕尼黑大學的法學教授;叔叔戈特利布·普朗克(Gottlieb Planck,1824年—1907年)是哥廷根大學的法學家和德國民法典的重要創立者之一 [16] 
馬克斯·普朗克是父親的第二任妻子埃瑪·帕齊希(Emma Patzig,1821年—1914年)所生,他受洗及賜名於卡爾馬克思普朗克路德維希,其賜名的名稱為馬克思,而馬克斯也沿用此名直到他過世。他還有另外六個兄弟姐妹,其中4個孩子赫爾曼(Hermann)、希爾德加德(Hildegard)、阿達爾貝特(Adalbert)和奧托(Otto)是父親的第二任妻子所生的,而父親的第一任妻子留下了2個孩子胡戈(Hugo)和埃瑪(Emma) [1] 
  • 家庭婚姻
1887年3月,馬克斯·普朗克與一個慕尼黑中學同學的妹妹瑪麗·梅爾克(Marie Merck,1861年—1909年)結婚,婚後生活在基爾,兩人共有4個孩子卡爾(Karl,1888年—1916年)、雙胞胎埃瑪(Emma,1889年—1919年)和格雷特(Grete,1889年—1917年)以及埃爾温(Erwin,1893年—1945年)。1909年10月17日,馬克斯·普朗克的妻子因結核病去世。1911年3月,馬克斯·普朗克與第二任妻子瑪格麗特·馮·赫斯林(Margaret von He SiLin,1882年—1948年)結婚,12月第三個兒子赫爾曼(Herrmann)降生 [16] 
馬克斯·普朗克的大兒子卡爾在第一次世界大戰期間死於凡爾登戰役;二兒子埃爾温在1914年被法軍俘虜;1917年女兒格雷特在產下第一個孩子時去世,她的丈夫娶了普朗克的另一個女兒埃瑪,埃瑪在兩年後同樣死於生產。格雷特和埃瑪的孩子存活了下來,並且繼承了她們各自母親的名字,馬克斯·普朗克也為她們取名格雷特和埃瑪。1945年1月23日,二兒子埃爾温因參與暗殺希特勒未遂而被納粹殺害,至此,馬克斯·普朗克與其第一任妻子所生的4個孩子全都去世 [1] 
  • 興趣愛好
1931年與愛因斯坦等 1931年與愛因斯坦等
馬克斯·普朗克大學時期展現出音樂天賦,他會鋼琴、管風琴和大提琴,還上過演唱課,曾在慕尼黑學生學者歌唱協會(Akademischer Gesangverein Munchen)為多首歌曲和一部輕歌劇(1876年)作曲。但是他並沒有選擇音樂作為他的大學專業,而是決定學習物理 [18] 
  • 鄰居朋友
馬克斯·普朗克前往柏林工作後,全家住在柏林的一棟別墅中,與柏林大學教授們為鄰,他家的莊園發展成為了一個社交和音樂中心,許多科學家如阿爾伯特·愛因斯坦、奧托·哈恩莉澤·邁特納等都是他家的常客,這種在家中演奏音樂的傳統來自於亥姆霍茲家 [16] 
  • 統治立場
在納粹政權統治下,馬克斯·普朗克反對種族滅絕政策,並堅持留在德國盡力保護各國科學家和德國的物理學家 [15] 

馬克斯·普朗克人物評價

馬克斯·普朗克對理論物理學做出了許多貢獻,其中最重要的貢獻是他創立了量子理論。這個理論徹底改變了我們對原子和亞原子過程的理解(Max Planck made many contributions to theoretical physics, but his fame rests primarily on his role as originator of the quantum theory. This theory revolutionized our understanding of atomic and subatomic processes.) [16] (歐洲航天局評)
馬克斯·普朗克被認為是“量子力學之父”,他通過發現能量量子為物理學的進步所做了貢獻(Max Planck is considered the “father of quantum mechanics. He rendered to the advancement of Physics by his discovery of energy quanta) [17] (美國國家科學院評)

馬克斯·普朗克後世紀念

  • 普朗克墓
普朗克之墓 普朗克之墓
馬克斯·普朗克的墓在哥庭根市公墓內,其標誌是一塊簡單的矩形石碑,上面只刻着他的名字,下角寫着:爾格·秒。他的墓誌銘就是一行字:h = 6.63×10⁻³⁴J·s,這也是對他畢生最大貢獻:提出量子假説的肯定 [14] 
  • 馬克斯·普朗克學會
1948年,威廉皇家學會為紀念馬克斯·普朗克而改名為馬克斯·普朗克學會(Max Planck Society) [3] 
  • 紀念硬幣
1983年發行的普朗克紀念幣 1983年發行的普朗克紀念幣
1957年至1971年,德國官方2馬克硬幣使用馬克斯·普朗克的肖像 [12] 
1983年,德意志民主共和國發行一枚5馬克紀念硬幣,紀念馬克斯·普朗克誕辰125週年 [13] 
  • 太空望遠鏡
2009年5月14日13時12分(格林尼治時間,北京時間為14日21時12分),歐洲阿麗亞娜5—ECA型火箭攜帶歐洲航天局兩顆科學探測衞星“赫歇爾”和“普朗克”,從法屬圭亞那庫魯航天中心發射升空。兩個探測衞星分別以英國天文學家威廉·赫歇爾和德國物理學家馬克斯·普朗克的名字命名,其發射任務是歐航局工作重點之一。“普朗克”則主要用於對宇宙輻射進行觀測,它高度只有1.5米,攜帶了一系列敏鋭度極高的儀器,能夠對宇宙微波背景輻射進行深入探測 [9-10] 
  • 馬克斯·普朗克夥伴關係
2013年12月14日,五所蘇格蘭大學啓動了世界上第一個國際馬克斯·普朗克夥伴關係(International Max-Planck Partnership) [19] 
  • 千克的標準定義
2018年11月16日,第26屆國際計量大會(CGPM)經包括中國在內的各成員國表決,全票通過了關於“修訂國際單位制(SI)”的1號決議。根據決議,千克、安培、開爾文和摩爾等4個SI基本單位的定義將改由常數定義 ,於2019年5月20日起正式生效。1千克被定義為“對應普朗克常數為6.62607015×10⁻³⁴J·s時的質量單位”。其原理是將移動質量1千克物體所需機械力換算成可用普朗克常數表達的電磁力,再通過質能轉換公式算出質量 [11] 
  • 馬克斯·普朗克—洪堡研究獎
2018年,馬克斯·普朗克學會和亞歷山大·馮·洪堡基金會每年聯合頒發馬克斯·普朗克—洪堡研究獎(Max Planck-Humboldt Research Award),該獎授予來自德國國外的研究人員,獎金為1萬歐元 [30] 
參考資料
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