Max Planck

Max Planck
Planck em 1938
Nome completo	Max Karl Ernst Ludwig Planck
Conhecido(a) por	Antiga teoria quântica Constante de Planck Lei de Planck Postulado de Planck Unidades de Planck Lista completa
Nascimento	23 de abril de 1858 Quiel, Ducado da Holsácia, Confederação Germânica
Morte	4 de outubro de 1947, aos 89 anos Gotinga, Alemanha
Local de sepultamento	Cemitério Municipal de Göttingen
Nacionalidade	alemã
Cônjuge	Marie Merck, de 1887 a 1909 Marga von Hoesslin, a partir de 1911
Filho(a)(s)	5, entre eles Erwin Planck
Alma mater	Universidade Luís Maximiliano de Munique Universidade Frederico Guilherme de Berlim
Prêmios	Nobel de Física de 1918 Medalha Franklin de 1927 Medalha Lorentz de 1927 Medalha Copley de 1929 Medalha Max Planck de 1929 Medalha Harnack de 1933 Prêmio Goethe de 1945
Carreira científica
Orientador(es)(as)	Alexander von Brill
Orientado(a)(s)	Max Abraham, Walther Bothe, Hartmut Kallmann, Erich Kretschmann, Max von Laue, Walther Meißner, Kurd von Mosengeil, Moritz Schlick, Walter Schottky e Erich Schumann
Instituições	Universidade Luís Maximiliano de Munique Universidade de Quiel Universidade Frederico Guilherme de Berlim
Campo(s)	Física
Tese	Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie, 1879
Assinatura

Max Karl Ernst Ludwig Planck foi um físico teórico alemão, nascido em Quiel em 23 de abril de 1858 e morto em Gotinga em 4 de outubro de 1947. Seu nome se pronuncia [ˈmaks ˈplaŋk] em alemão, ouvir, e seu sobrenome é pronunciado /plɑːŋk/ em inglês. Planck trabalhou em diferentes áreas da física teórica, sobretudo na formulação da teoria quântica, e foi um dos fundadores da física moderna. Esses trabalhos alteraram a compreensão dos processos atômicos e subatômicos. Seu nome foi dado à constante de Planck, $h$, uma constante fundamental da física quântica que ele também usou para definir um conjunto de unidades, as unidades de Planck, construído a partir de constantes físicas. A relação de Planck-Einstein, $E=h\nu$, estabelece que a energia de um fóton é proporcional à sua frequência.

Planck presidiu a Sociedade Kaiser Wilhelm de 1930 a 1937 e voltou a dirigi-la interinamente entre 1945 e 1946. Em 1948, foi fundada sua sucessora, a Sociedade Max Planck, que em 2026 reunia 85 institutos e instalações de pesquisa. Foi laureado com o Nobel de Física de 1918 "pelos serviços que prestou ao avanço da física com sua descoberta dos quanta de energia".

Primeiros anos e formação

Max Karl Ernst Ludwig Planck nasceu em 23 de abril de 1858, em Quiel, filho de Johann Julius Wilhelm Planck e de sua segunda esposa, Emma Patzig. Seu registro de batismo traz o nome Karl Ernst Ludwig Marx Planck, com Marx indicado como nome de uso habitual. A origem dessa grafia é incerta e pode resultar de um erro de registro. Aos dez anos, já assinava Max, nome usado nos demais documentos conhecidos.

Assinatura de Planck aos dez anos, já com o nome "Max".

Planck vinha de uma família com longa presença no meio universitário. Seu bisavô e seu avô paternos foram professores de teologia na Universidade de Göttingen, e seu pai lecionou direito na Universidade de Quiel e na Universidade Luís Maximiliano de Munique. Um de seus tios também era juiz.

Planck era o sexto filho da família, embora dois de seus irmãos fossem do primeiro casamento do pai. Sua infância coincidiu com conflitos militares na região, e uma de suas primeiras lembranças era a entrada de tropas prussianas e austríacas em Quiel durante a Guerra dos Ducados do Elba de 1864.

Em 1867, a família se mudou para Munique, onde Planck ingressou no Maximiliansgymnasium. Seu talento para a matemática apareceu cedo. Na escola, ficou sob a orientação de Hermann Müller, matemático que lhe ensinou astronomia, mecânica e matemática. Foi com Müller que Planck conheceu a lei da conservação da energia, seu primeiro contato com a física. Concluiu os estudos escolares em 1874, aos 16 anos.

Planck também tinha formação musical. Teve aulas de canto, tocava piano, órgão e violoncelo e compunha canções e óperas. Possuía ouvido absoluto e tocava piano diariamente, com preferência pelas obras de Schubert e Brahms.

Em 1874, Planck ingressou na Universidade de Munique. Sob a supervisão do professor Philipp von Jolly, realizou os únicos experimentos de sua carreira científica, estudando a difusão de hidrogênio através de platina aquecida. Depois, passou para a física teórica. Jolly o desaconselhou a seguir essa área. Planck recordou que, no início de seus estudos universitários, o professor lhe disse que a física era uma ciência "muito desenvolvida, quase plenamente amadurecida" e que, depois da descoberta do princípio da conservação da energia, logo alcançaria sua forma estável definitiva.

Em 1877, Planck passou um ano na Universidade Frederico Guilherme de Berlim, onde estudou com os físicos Hermann von Helmholtz e Gustav Kirchhoff e com o matemático Karl Weierstrass. Mais tarde escreveu que Helmholtz raramente estava preparado, falava devagar, cometia erros de cálculo e entediava os ouvintes, ao passo que Kirchhoff dava aulas cuidadosamente preparadas, mas secas e monótonas. Planck se tornou amigo de Helmholtz. Em Berlim, dedicou-se sobretudo ao estudo independente dos textos de Rudolf Clausius, experiência que o levou a escolher a termodinâmica como seu campo de pesquisa.

Planck em 1878

Em outubro de 1878, Planck passou nos exames de qualificação. Em 1879, apresentou a tese Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie, "Sobre a segunda lei da teoria mecânica do calor", e obteve o doutorado no verão daquele ano. Por um curto período, ensinou matemática e física em sua antiga escola de Munique.

Em 1880, depois do doutorado, apresentou a tese de habilitação Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen, "Estados de equilíbrio de corpos isotrópicos em diferentes temperaturas".

Carreira e pesquisa

Em 1880, Planck tornou-se Privatdozent, um professor não assalariado, na Universidade de Munique, enquanto aguardava uma posição acadêmica. Embora seu trabalho recebesse pouca atenção no início, prosseguiu com estudos sobre a teoria do calor e chegou, sem saber, ao mesmo formalismo termodinâmico desenvolvido por Josiah Willard Gibbs. As ideias de Clausius sobre entropia ocupavam o centro de suas pesquisas.

Em abril de 1885, Planck foi nomeado professor associado de física teórica na Universidade de Quiel. Continuou a estudar a entropia e suas aplicações, em especial na físico-química. Publicou Vorlesungen über Thermodynamik em 1897. Também propôs uma base termodinâmica para a teoria da dissociação eletrolítica de Svante Arrhenius.

Em 1889, Planck foi escolhido para suceder Kirchhoff na Universidade Frederico Guilherme de Berlim, possivelmente por intervenção de Helmholtz. Em 1892 tornou-se professor titular. Em 1907, recebeu a oferta de ocupar a cátedra de Ludwig Boltzmann em Viena, mas preferiu permanecer em Berlim. Em 1909, foi convidado pela Universidade Columbia, em Nova Iorque, para as Conferências Ernest Kempton Adams de física teórica. Uma série dessas aulas foi traduzida e publicada com a participação do professor A. P. Wills, de Columbia. Aposentou-se em Berlim em 1926, e foi sucedido por Erwin Schrödinger.

Professor na Universidade Frederico Guilherme de Berlim

Como professor da Universidade Frederico Guilherme de Berlim, Planck entrou para a sociedade de física local. Anos depois, escreveu sobre esse período: "Naqueles dias eu era essencialmente o único físico teórico ali, de modo que as coisas não eram tão fáceis para mim, porque comecei a falar de entropia, mas isso não estava exatamente na moda, pois era visto como um fantasma matemático". Planck participou da elaboração dos estatutos da sociedade, que adotou o nome Deutsche Physikalische Gesellschaft em 1899. Presidiu a organização de 1905 a 1909.

Placa na Universidade Humboldt de Berlim: "Max Planck, descobridor do quantum elementar de ação h, lecionou neste edifício de 1889 a 1928."

Planck iniciou em Berlim um ciclo de aulas que percorria as áreas clássicas da física teórica. O curso foi concebido em cinco semestres, da mecânica à óptica, e terminava com teoria do calor. A partir dessas aulas, publicou os cinco volumes de Einführung in die theoretische Physik, cuja primeira edição começou a sair em 1916. Entre os alunos de doutorado que orientou estavam:

• 1897, Max Abraham, 1875–1922
• 1903, Max von Laue, 1879–1960
• 1904, Moritz Schlick, 1882–1936
• 1906, Walther Meißner, 1882–1974
• 1907, Fritz Reiche, 1883–1969
• 1912, Walter Schottky, 1886–1976
• 1914, Walther Bothe, 1891–1957

Entre seus outros alunos estavam Richard Becker, Hans von Euler-Chelpin, Wolfgang Köhler, George Ellery Hale, Gustav Ludwig Hertz, Elizabeth Laird, Lise Meitner, Ernest Merritt, Eugene Wigner e Ernst Zermelo.

Entropia

A termodinâmica, chamada de "teoria mecânica do calor" no fim do século XIX, surgiu no início daquele século a partir de tentativas de compreender o funcionamento das máquinas a vapor e aumentar sua eficiência. Na década de 1840, pesquisadores formularam de maneira independente a lei da conservação da energia, também expressa pela primeira lei da termodinâmica. Em 1850, Rudolf Clausius formulou a segunda lei da termodinâmica, pela qual o calor não passa espontaneamente de um corpo mais frio para um mais quente. No Reino Unido, William Thomson apresentou uma formulação equivalente da segunda lei.

Clausius continuou a generalizar sua formulação e, em 1865, introduziu o termo entropia. Para uma transferência reversível de calor, sua variação infinitesimal é dada por

$\mathrm {d} S={\frac {\delta Q_{\mathrm {rev} }}{T}},$

em que $\delta Q_{\mathrm {rev} }$ é o calor recebido reversivelmente e $T$ é a temperatura absoluta. A segunda lei estabelece que a entropia total de um sistema isolado não diminui, permanecendo constante em processos reversíveis e aumentando nos irreversíveis.

Clausius, cujos trabalhos Planck leu quando estudava em Berlim, aplicou a segunda lei a processos mecânicos, termoelétricos e químicos. Na tese de 1879, Planck reuniu os trabalhos de Clausius, apontou contradições e imprecisões em sua formulação e procurou esclarecê-las. Procurou formular a segunda lei de maneira geral e estudou a relação entre a entropia e a irreversibilidade dos processos naturais. Se há geração de entropia num processo, ele é irreversível, pois essa entropia não pode ser destruída. Isso não impede que um sistema perca entropia por trocas com o ambiente. Em 1887, Planck expôs suas conclusões numa sequência de trabalhos intitulada "Sobre o princípio do aumento da entropia".

Ao estudar a entropia, Planck não adotou a interpretação molecular e probabilística, pois considerava que ela não fornecia uma prova absoluta de validade universal. Preferiu uma abordagem fenomenológica e também via o atomismo com ceticismo. Abandonou essa posição mais tarde, no curso de seu trabalho sobre a lei da radiação. Seus estudos iniciais mostravam como a termodinâmica podia ser aplicada a problemas físico-químicos concretos.

Planck concluiu também que, para um sistema isolado sob as restrições pertinentes, o máximo de entropia corresponde ao estado de equilíbrio termodinâmico. A partir daí, considerou que as leis dos estados de equilíbrio podiam ser derivadas do conhecimento da entropia. Escolheu os processos de equilíbrio como foco de pesquisa e, a partir da tese de habilitação, estudou a coexistência de estados de agregação e o equilíbrio de reações gasosas. Seu trabalho entrou no campo então em expansão da termodinâmica química.

Independentemente de Planck, Josiah Willard Gibbs havia chegado a quase todos os resultados sobre as propriedades dos equilíbrios físico-químicos e começou a publicá-los em 1876. Planck não conhecia esses textos, que só foram publicados em alemão em 1892. Os dois seguiram caminhos diferentes. Planck estudou processos irreversíveis, enquanto Gibbs se concentrou nos equilíbrios. A abordagem de Gibbs se difundiu por sua simplicidade, enquanto a de Planck tinha aplicação mais geral.

Eletrólitos e soluções

Além da entropia, Planck dedicou a primeira década da carreira científica ao estudo de processos elétricos em soluções. Derivou teoricamente a relação entre a condutividade e a diluição de uma solução, trabalho ligado às bases da teoria moderna dos eletrólitos. Também obteve uma derivação teórica das condições que governam as mudanças nos pontos de congelamento e ebulição de soluções diluídas, fenômenos estudados por François-Marie Raoult e Jacobus Henricus van 't Hoff na década de 1880.

Radiação de corpo negro

Planck em 1901

Em 1894, Planck voltou sua atenção para o problema da radiação de corpo negro. Kirchhoff havia formulado a questão em 1859: como a intensidade da radiação eletromagnética emitida por um corpo negro, um absorvedor perfeito, depende da frequência da radiação e da temperatura do corpo? O problema já havia sido estudado experimentalmente, mas nenhum tratamento teórico coincidia com os dados observados em todo o espectro. Wilhelm Wien propôs a lei de Wien, que previa corretamente o comportamento em altas frequências, mas falhava em baixas frequências. A lei de Rayleigh-Jeans concordava com os resultados experimentais em baixas frequências, mas em altas frequências levava ao problema depois chamado de "catástrofe do ultravioleta", previsto pela física clássica. Ao contrário do que afirmam muitos livros didáticos, esse não foi o motivo que levou Planck à sua solução.

A primeira solução proposta por Planck, em 1899, partia do que chamou de "princípio da desordem elementar". A partir de hipóteses sobre a entropia de um oscilador ideal, ele obteve a lei de Wien e uma expressão que ficou conhecida como lei de Wien-Planck. Os dados experimentais logo mostraram que essa lei não se sustentava em todo o espectro. Planck então reviu o método e chegou à primeira versão da lei de Planck para a radiação de corpo negro, que reproduzia o espectro observado. Apresentou-a numa reunião da DPG em 19 de outubro de 1900 e publicou sua derivação desenvolvida em 1901. A primeira apresentação não continha quantização da energia nem utilizava mecânica estatística, da qual Planck desconfiava. Nas semanas seguintes, reformulou a derivação usando a interpretação estatística da segunda lei da termodinâmica de Boltzmann, numa tentativa de compreender os princípios que sustentavam sua lei de radiação. Mais tarde chamou essa escolha de "um ato de desespero" e escreveu que estava disposto a sacrificar qualquer convicção anterior sobre a física.

Comparação entre as leis de Rayleigh-Jeans, Wien e Planck para a radiação de corpo negro. A expressão de Planck se aproxima da lei de Rayleigh-Jeans em baixas frequências e da de Wien em altas frequências.

A hipótese central de sua nova derivação foi apresentada à DPG em 14 de dezembro de 1900. Ao calcular a distribuição de energia entre os ressonadores, Planck dividiu a energia total em um número inteiro de elementos finitos de energia,

$\varepsilon =h\nu ,$

em que $h$ é a constante de Planck e $\nu$ é a frequência. Essa hipótese deu origem ao postulado de Planck. O elemento de energia é $h\nu$, não a frequência isoladamente. Planck empregou a divisão em elementos discretos para contar as distribuições possíveis de energia. Isso ainda não era a hipótese de que a própria luz se propaga como partículas, proposta por Einstein em 1905.

Na interpretação em termos de fótons, cada fóton de frequência $\nu$ tem energia $E=h\nu$, e a energia total de $N$ fótons nessa frequência é $Nh\nu$. Essa interpretação corpuscular da radiação não deve ser confundida com a divisão da energia dos ressonadores utilizada por Planck em 1900. Seu obituário no The New York Times atribuiu-lhe a descrição dos quanta como "os centavos do mundo atômico".

A lei pode ser escrita como uma densidade de energia por unidade de frequência,

$u_{\nu }(T)={\frac {8\pi h\nu ^{3}}{c^{3}}}{\frac {1}{\exp \left({\frac {h\nu }{k_{\mathrm {B} }T}}\right)-1}},$

em que $c$ é a velocidade da luz, $k_{\mathrm {B} }$ é a constante de Boltzmann e $T$ é a temperatura absoluta. A quantidade $u_{\nu }(T)\,\mathrm {d} \nu$ é a energia da radiação por unidade de volume no intervalo de frequências entre $\nu$ e $\nu +\mathrm {d} \nu$.

Planck em 1918, ano ao qual corresponde seu Nobel de Física.

De início, Planck considerava a quantização apenas "uma hipótese puramente formal" à qual não dera muita atenção. A hipótese era incompatível com a física clássica e passou a ser associada ao nascimento da física quântica. Boltzmann já havia usado, em 1877, uma discretização da energia como recurso de contagem estatística, sem postular sua descontinuidade física. A constante de Planck permitiu a definição de um novo conjunto universal de unidades físicas, como o comprimento de Planck e a massa de Planck, construído a partir de constantes físicas fundamentais. Segundo um relato sobre uma caminhada com seu filho Erwin em 1900, Planck chamou o resultado de "uma descoberta de primeira ordem, talvez comparável apenas às descobertas de Newton". Por esse trabalho, recebeu o Nobel de Física referente a 1918, concedido em 1919.

Nos anos seguintes, Planck tentou compreender o significado dos quanta de energia sem conseguir reintegrá-los à teoria clássica. "Minhas tentativas infrutíferas de, de algum modo, reintegrar o quantum de ação à teoria clássica se estenderam por vários anos e me causaram muitos problemas." Outros físicos, entre eles Rayleigh, Jeans e Lorentz, continuaram a procurar uma explicação clássica para a radiação, enquanto Planck reconhecia a necessidade de uma constante de ação finita e diferente de zero. Sobre Jeans, escreveu: "Não consigo compreender a teimosia de Jeans. Ele é um exemplo de teórico que nunca deveria existir, assim como Hegel foi para a filosofia. Tanto pior para os fatos se eles não se encaixam."

Em 1911 e 1912, elaborou uma segunda teoria quântica, na qual a absorção de energia pelos osciladores era contínua e a emissão ocorria de forma descontínua. Era outra tentativa de conservar parte da eletrodinâmica clássica sem abandonar os quanta. Essa formulação foi incorporada à segunda edição de suas aulas sobre radiação térmica.

Max Born escreveu sobre Planck: "Era, por natureza, uma mente conservadora. Nada tinha de revolucionário e era profundamente cético quanto a especulações. Mas sua confiança na força imperativa do raciocínio lógico a partir dos fatos era tão grande que não hesitou em anunciar a ideia mais revolucionária que já abalou a física."

Constante de Planck e unidades de medida

As unidades propostas por Planck independem da escolha de um material ou objeto de referência, pois são construídas a partir de constantes físicas. A constante $h$ também passou a fazer parte da definição do quilograma no Sistema Internacional de Unidades, cuja revisão entrou em vigor em 20 de maio de 2019. Nessa definição, seu valor é fixado exatamente em

$h=6{,}62607015\times 10^{-34}\ \mathrm {J\,s} .$

O quilograma é definido por esse valor em conjunto com as definições do metro e do segundo.

Einstein e a teoria da relatividade

Em 1905, Albert Einstein publicou seus artigos de 1905 na revista Annalen der Physik. Planck esteve entre os físicos que aceitaram cedo a relatividade restrita. Sua posição ajudou a difusão da teoria na Alemanha. Também trabalhou na extensão do formalismo da relatividade restrita, reformulando-a, por exemplo, em termos da ação clássica.

Planck rejeitou inicialmente a hipótese dos quanta de luz de Einstein, empregada para explicar o efeito fotoelétrico, descoberto por Heinrich Hertz em 1887 e estudado posteriormente por Philipp Lenard. Ele não queria abandonar por completo a teoria da eletrodinâmica de Maxwell. Escreveu: "A teoria da luz seria lançada para trás não por décadas, mas por séculos, até a época em que Christiaan Huygens ousou lutar contra a poderosa teoria da emissão de Isaac Newton..."

Participantes da primeira Conferência de Solvay, em 1911. Planck está em pé, segundo da esquerda.

Em 1907, Einstein aplicou a hipótese quântica ao calor específico dos sólidos, cujo comportamento em baixas temperaturas não era explicado pela física clássica. Planck e Walther Nernst participaram dos preparativos para a primeira Conferência de Solvay, realizada em Bruxelas em 1911. As discussões estenderam o problema dos quanta para além da radiação térmica, incluindo o calor específico dos sólidos. A reunião não significou a aceitação imediata, por Planck, da hipótese dos quanta de luz de Einstein.

Planck foi reitor da Universidade Frederico Guilherme de Berlim em 1913 e 1914 e participou da iniciativa de levar Einstein a Berlim em 1914. Os dois se tornaram amigos e se encontravam com frequência para tocar música juntos.

Dinâmica estatística

Em 1917, Planck publicou "Über einen Satz der statistischen Dynamik und seine Erweiterung in der Quantentheorie", no qual desenvolveu a equação que passou a ser chamada de equação de Fokker–Planck. Ela relaciona a evolução de uma distribuição de probabilidades aos processos de deriva e difusão. Seu nome também homenageia Adriaan Fokker, que havia obtido uma forma anterior da equação em 1914 ao estudar dipolos elétricos em um campo de radiação.

Primeira Guerra Mundial

No início da Primeira Guerra Mundial, Planck acompanhou o entusiasmo público na Alemanha. Escreveu que, ao lado de tudo o que havia de terrível, existia "muito que era inesperadamente grande e belo", citando a solução de problemas políticos internos pela união dos partidos e a exaltação do que via como bom e nobre. Assinou ainda o Manifesto dos Noventa e Três, um panfleto de propaganda de guerra. Einstein manteve uma posição pacifista.

Em 1915, quando a Itália ainda era neutra, Planck votou a favor de um trabalho científico italiano que recebeu um prêmio da Academia de Ciências da Prússia. Planck era um dos secretários permanentes da academia, cargo que ocupou de 1912 a 1938.

Pós-guerra e República de Weimar

Nos anos conturbados que se seguiram à guerra, Planck recomendava aos colegas "perseverar e continuar trabalhando". Em outubro de 1920, ele e Fritz Haber participaram da criação da Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft, destinada a financiar pesquisas científicas. Além dos recursos públicos, a organização recebeu doações em dinheiro e materiais do exterior.

Planck ocupou cargos de direção na Universidade Frederico Guilherme de Berlim, na Academia de Ciências da Prússia, na Deutsche Physikalische Gesellschaft e na Sociedade Kaiser Wilhelm. A situação econômica da Alemanha nesse período dificultava sua própria pesquisa.

No período entre guerras, Planck tornou-se membro do Partido Popular Alemão, partido de Gustav Stresemann, laureado com o Nobel da Paz. O partido defendia metas liberais na política interna e posições revisionistas na política externa. Planck discordava da introdução do sufrágio universal e, mais tarde, atribuiu a ditadura nazista à "ascensão do governo das multidões".

Mecânica quântica

Da esquerda para a direita: Nernst, Einstein, Planck, Millikan e Laue, num jantar oferecido por Laue em Berlim em 11 de novembro de 1931.

No fim da década de 1920, Niels Bohr, Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli haviam desenvolvido a interpretação de Copenhague da mecânica quântica. Planck a rejeitou, assim como Schrödinger, Laue e Einstein. Esperava que a mecânica ondulatória da equação de Schrödinger permitisse superar os elementos descontínuos da teoria quântica. Isso não ocorreu. O desenvolvimento da área manteve a teoria quântica no centro da física apesar das objeções filosóficas de Planck e Einstein. Planck havia resumido sua experiência com a aceitação de novas ideias numa frase que se tornou conhecida: "Uma nova verdade científica não triunfa convencendo seus adversários e fazendo-os ver a luz, mas porque seus adversários acabam morrendo, e cresce uma nova geração familiarizada com ela."

A generalização contida nessa frase tem contraexemplos. Em cerca de dez anos, 75% dos cientistas britânicos haviam aceitado em linhas gerais as ideias de Charles Darwin expostas em A Origem das Espécies, e o historiador da ciência I. Bernard Cohen observou que as próprias ideias de Planck foram aceitas por seus pares sem esperar uma mudança de geração. A tectônica de placas também entrou nos livros didáticos de geologia em cerca de uma década. Pesquisas de K. Brad Wray sobre a história das ideias científicas concluíram que cientistas mais velhos são apenas ligeiramente menos propensos a aceitar novas concepções.

Ditadura nazista e Segunda Guerra Mundial

Quando os nazistas chegaram ao poder em 1933, Planck tinha 74 anos. Viu amigos e colegas judeus perderem seus cargos, enquanto centenas de cientistas deixavam a Alemanha Nazista. Voltou a defender a ideia de "perseverar e continuar trabalhando" e pediu que cientistas que pensavam em emigrar permanecessem no país. Ainda assim, ajudou seu sobrinho, o economista Hermann Kranold, a emigrar para Londres depois de ser preso. Esperava que a crise passasse e que a situação política melhorasse.

Otto Hahn pediu a Planck que reunisse professores alemães conhecidos para publicar uma declaração contra o tratamento dado aos professores judeus. Planck respondeu: "Se você conseguir reunir hoje 30 desses senhores, amanhã outros 150 virão e falarão contra, porque estão ansiosos para ocupar os cargos dos demais." Sob a presidência de Planck, a Sociedade Kaiser Wilhelm evitou confronto aberto com o regime nazista, embora ele tenha intercedido em favor de colegas perseguidos, entre eles Fritz Haber. Apesar dessas intervenções, a sociedade aplicou sob sua presidência a política nazista de demissão de funcionários de ascendência judaica.

Em maio de 1933, Planck pediu e obteve uma reunião com o chanceler Adolf Hitler. Disse que a emigração forçada de judeus destruiria a ciência alemã e que judeus podiam ser bons alemães. Hitler respondeu que o governo não tinha nada contra os judeus, "apenas contra os comunistas". Planck não conseguiu avançar na conversa, pois a resposta lhe retirava "toda base para novas negociações". Na conversa, Hitler equiparou judeus a comunistas e a inimigos do regime. Haber morreu no exílio em 1934.

Em 1935, Planck, que presidia a Sociedade Kaiser Wilhelm desde 1930, organizou uma reunião oficial em memória de Haber. Também conseguiu permitir que cientistas judeus continuassem trabalhando durante algum tempo em institutos da sociedade. Seu mandato terminou em 1937, e o governo nazista o pressionou a não buscar a reeleição.

Com o endurecimento do regime, Johannes Stark, um dos defensores da Deutsche Physik, ou "física alemã", também chamada de "física ariana", atacou Planck, Arnold Sommerfeld e Heisenberg por continuarem a ensinar as teorias de Einstein e chamou-os de "judeus brancos". O Hauptamt Wissenschaft, órgão nazista para a ciência, abriu uma investigação sobre a ascendência de Planck e alegou que ele era "1/16 judeu". Planck negou a alegação.

Em 1938, Planck completou 80 anos. A DPG realizou uma cerimônia em que a Medalha Max Planck foi concedida ao físico francês Louis de Broglie. A medalha havia sido entregue pela primeira vez em 1929, a Planck e Einstein. No fim de 1938, a Academia de Ciências da Prússia perdeu a autonomia que ainda lhe restava e foi submetida ao processo de Gleichschaltung. Planck deixou seu cargo de secretário permanente. Continuou a viajar e a fazer palestras públicas, entre elas uma sobre religião e ciência. Cinco anos depois, ainda subia montanhas de 3.000 metros nos Alpes.

Durante a Segunda Guerra Mundial, o aumento dos bombardeios aliados sobre Berlim levou Planck e a esposa a deixar temporariamente a cidade e viver no campo. Em 1942, escreveu: "Cresceu em mim um desejo ardente de perseverar nesta crise e viver o bastante para poder testemunhar o ponto de virada, o começo de uma nova ascensão." Em fevereiro de 1944, um ataque aéreo destruiu sua casa em Berlim, juntamente com grande parte de seus arquivos científicos e de sua correspondência. Seu refúgio rural ficou ameaçado pelo avanço dos exércitos aliados a partir dos dois lados da Alemanha.

Em 1944, seu filho Erwin foi preso pela Gestapo após o atentado de 20 de julho contra Hitler. Foi julgado pelo Volksgerichtshof e condenado à morte em outubro de 1944. Erwin foi enforcado na Prisão de Plötzensee, em Berlim, em janeiro de 1945.

Vida pessoal e morte

Túmulo de Planck no Cemitério Municipal de Göttingen.

Em março de 1887, Planck casou-se com Marie Merck, nascida em 1861, irmã de um colega de escola, e os dois se mudaram para um apartamento alugado em Quiel. Tiveram quatro filhos: Karl, 1888–1916, as gêmeas Emma, 1889–1919, e Grete, 1889–1917, e Erwin, 1893–1945.

Depois de viver num apartamento em Berlim, a família mudou-se para uma casa em Berlin-Grunewald, na Wangenheimstrasse 21. Outros professores da Universidade Frederico Guilherme de Berlim moravam nas proximidades, entre eles o teólogo Adolf von Harnack, que se tornou amigo de Planck. A casa dos Planck passou a receber encontros sociais e musicais. Albert Einstein, Otto Hahn e Lise Meitner estavam entre os visitantes frequentes. A prática de tocar música em conjunto já existia no círculo de Helmholtz.

Marie Planck morreu em 1909. Em março de 1911, Planck casou-se com Marga von Hoesslin, 1882–1948, sobrinha de sua primeira esposa. Em dezembro nasceu Hermann, seu quinto filho.

Durante a Primeira Guerra Mundial, Erwin foi feito prisioneiro pelos franceses em 1914, e Karl, o filho mais velho, morreu em combate na Batalha de Verdun. Grete morreu em 1917 ao dar à luz seu primeiro filho. Emma casou-se depois com o viúvo da irmã e também morreu durante o parto, em 1919. As duas netas sobreviveram e receberam os nomes das mães.

Erwin, de quem Planck era particularmente próximo, foi executado em 23 de janeiro de 1945, depois da condenação por participar do atentado contra Hitler em julho de 1944.

Planck gostava de caminhar e praticar montanhismo. Integrava a Sociedade Alpina Alemã e Austríaca desde 1878 e passava férias nos Alpes com familiares e amigos. Subiu o Zugspitze e o Dachstein e percorreu as Dolomitas.

Depois do fim da Segunda Guerra Mundial, Planck, sua segunda esposa e o filho foram levados para a casa de um parente em Gotinga. Em 1945, voltou a exercer interinamente a presidência da Sociedade Kaiser Wilhelm. No ano seguinte, tornou-se presidente honorário da Sociedade Max Planck formada na zona de ocupação britânica, antes da reorganização de 1948.

Planck morreu em Gotinga em 4 de outubro de 1947. Foi sepultado no Cemitério Municipal de Göttingen.

Planck divergia de Bohr e acreditava que o "mundo exterior é algo independente do homem, algo absoluto", e que a busca pelas leis aplicáveis a esse absoluto era para ele "a mais sublime atividade científica na vida".

Na introdução de Where Is Science Going?, Einstein chamou Planck de "um daqueles poucos adoradores no Templo da Ciência que ainda permaneceriam se um anjo de Deus descesse e expulsasse do templo todos os cientistas menores que, em outras circunstâncias, poderiam tornar-se políticos ou capitães da indústria".

Visões religiosas

Planck foi membro da Igreja Luterana na Alemanha. Era tolerante com visões religiosas diferentes das suas. Na palestra de 1937 "Religion und Naturwissenschaft", "Religião e ciência natural", discutiu os símbolos religiosos como meios pelos quais os fiéis se aproximam de Deus e advertiu contra identificá-los com a realidade divina. Criticou ataques ateus à crença religiosa e a elevação excessiva de símbolos religiosos. Defendeu a compatibilidade entre religião e ciência natural, escrevendo que elas "não se excluem", mas "complementam-se e condicionam-se mutuamente".

Uma declaração sobre a matéria e a existência de um "espírito consciente e inteligente" é atribuída a Planck como parte de um suposto discurso em Florença durante a década de 1940. O Arquivo da Sociedade Max Planck esclareceu, porém, que o texto conservado sob a referência Va. Abt., Rep. 11, Nr. 1797 é um documento datilografado sem data nem assinatura, de autoria não comprovada. As pesquisas do arquivo não encontraram evidências dessa viagem ou desse discurso; por isso, a instituição recomenda que a passagem não seja utilizada como citação autêntica de Planck.

Planck sustentava que o conceito de Deus tinha lugar na religião e na ciência, mas de maneiras diferentes: "Tanto a religião quanto a ciência exigem uma crença em Deus. Para os fiéis, Deus está no princípio, e para os físicos Ele está no fim de todas as considerações... Para os primeiros, Ele é o fundamento, para os últimos, a coroa do edifício de toda visão de mundo generalizada."

Planck escreveu ainda:

"Crer" significa "reconhecer como verdade", e o conhecimento da natureza, avançando continuamente por caminhos incontestavelmente seguros, tornou impossível para uma pessoa com alguma formação em ciência natural reconhecer como fundados na verdade muitos relatos de ocorrências extraordinárias que contradizem as leis da natureza, de milagres que ainda são comumente vistos como apoios e confirmações essenciais de doutrinas religiosas e que antes eram aceitos como fatos puros e simples, sem dúvida ou crítica. A crença em milagres deve recuar passo a passo diante do avanço implacável e confiável da ciência, e não podemos duvidar de que, mais cedo ou mais tarde, desaparecerá por completo.

O historiador da ciência John L. Heilbron caracterizou as ideias de Planck sobre Deus como deístas. Era uma interpretação de Heilbron sobre a teologia de Planck, não uma identificação religiosa que Planck tenha adotado para si. Heilbron também relata que, no fim da vida, Planck disse ter sido sempre profundamente religioso, mas não acreditar "em um Deus pessoal, muito menos num Deus cristão".

Realismo científico

Planck defendeu o realismo científico e se opôs ao positivismo de Ernst Mach. Sustentava que a "imagem de mundo" da física devia se basear em realidades objetivas independentes da observação humana. A busca por leis e constantes universais fazia parte dessa concepção.

Essa posição levou a um conflito público com Mach em 1908. Planck procurava uma descrição objetiva e causal da natureza, e essa concepção pesou em seu apoio precoce à teoria da relatividade de Einstein. Também manteve objeções à interpretação probabilística da mecânica quântica defendida por Niels Bohr.

Vida musical e ouvido absoluto

Planck era um músico habilidoso e tinha ouvido absoluto. Tocava piano, órgão e violoncelo e compôs a ópera Die Liebe im Walde durante os anos universitários.

Sua casa em Berlim recebia saraus musicais. Entre os participantes estavam Albert Einstein, que tocava violino, e os violinistas Joseph Joachim e Karl Klingler.

Reconhecimento

Filiações

Ano	Organização	Tipo	Referência
1914	Academia de Artes e Ciências dos Estados Unidos	Membro honorário internacional
1926	Royal Society	Membro estrangeiro
1926	Academia Real das Artes e Ciências dos Países Baixos	Membro estrangeiro
1926	Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos	Membro internacional
1933	Sociedade Filosófica Americana	Membro internacional
1936	Pontifícia Academia das Ciências	Acadêmico

Ordens

Ano	Chefe de Estado	Ordem	Referência
1915	Guilherme II da Alemanha	Pour le Mérite

Prêmios

Ano	Organização	Prêmio	Justificativa	Referência
1918	Academia Real das Ciências da Suécia	Nobel de Física	"Em reconhecimento aos serviços que prestou ao avanço da física com sua descoberta dos quanta de energia."
1927	Instituto Franklin	Medalha Franklin	"Por sua lei da radiação e pela ideia da quantidade fundamental indivisível de energia radiante chamada 'quantum'."
1927	Academia Real das Artes e Ciências dos Países Baixos	Medalha Lorentz
1929	Royal Society	Medalha Copley	"Por seus trabalhos em física teórica e especialmente como formulador da teoria quântica."
1929	Deutsche Physikalische Gesellschaft	Medalha Max Planck
1933	Sociedade Kaiser Wilhelm	Medalha Harnack
1945		Prêmio Goethe

Homenagens

Planck em um selo de Berlim Ocidental de 1953.

• Em 1953, os correios de Berlim emitiram um selo de 30 pfennigs com Max Planck na série "Homens da História de Berlim".
• De 1957 a 1971, moedas de 2 marcos alemães da República Federal da Alemanha trouxeram seu retrato.
• Em 1958, uma placa em sua memória foi inaugurada no pátio da Universidade Humboldt de Berlim.
• Também em 1958, a Sociedade Max Planck entregou à Sociedade de Física da Alemanha Oriental um busto de Planck feito em 1939. Desde 1991, o busto está exposto na sala de exposições da Magnushaus.
• Em 1970, a cratera lunar Planck e o vale adjacente Vallis Planck receberam seu nome.
• Em 1983, a Alemanha Oriental emitiu uma moeda comemorativa de 5 marcos por seu 125.º aniversário. Não era uma moeda de circulação e foi vendida principalmente em troca de moeda estrangeira.
• Em 1989, foi inaugurada uma placa na antiga residência de Planck em Berlin-Grunewald.
• Em 2002, a Faculdade Treze de Maio, em Indaiatuba, no Brasil, passou a se chamar Faculdade Max Planck pela Portaria n.º 3.844, de 24 de dezembro de 2002. A instituição foi credenciada em 2018 como Centro Universitário Max Planck, a UniMAX.
• Em 2008, foram emitidos um selo especial e uma moeda comemorativa de prata de 10 euros por seu 150.º aniversário.
• Em 14 de maio de 2009, foi lançada a sonda Planck, da Agência Espacial Europeia, destinada a estudar a radiação cósmica de fundo em micro-ondas. A missão havia recebido seu nome em 1996.
• Em 2012, foi inaugurada a sede do Instituto Max Planck de Neurociência da Flórida, em Jupiter, na Flórida.
• Em 2014, o Google marcou seu 156.º aniversário com um Doodle do Google em 23 de abril.
• Em 2022, seu busto foi instalado no Templo de Valhala.

Publicações

Vorlesungen über die Theorie der Wärmestrahlung, 1906

• Planck, M. (1900). «Über eine Verbesserung der Wienschen Spektralgleichung». Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. 2 (13): 202–204  Tradução inglesa em Ter Haar, D., "On an Improvement of Wien's Equation for the Spectrum", The Old Quantum Theory. Pergamon Press, 1967, p. 79–81. Texto da tradução arquivado em 13 de fevereiro de 2024.
• Planck, M. (1900). «Zur Theorie des Gesetzes der Energieverteilung im Normalspectrum». Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. 2 (17): 237–245  Tradução inglesa em Ter Haar, D., "On the Theory of the Energy Distribution Law of the Normal Spectrum", The Old Quantum Theory. Pergamon Press, 1967, p. 82. Texto da tradução arquivado em 20 de setembro de 2016.
• Planck, M. (1900). «Entropie und Temperatur strahlender Wärme». Annalen der Physik. 306 (4): 719–737. Bibcode:1900AnP...306..719P. doi:10.1002/andp.19003060410  Tradução do título: "Entropia e temperatura do calor radiante".
• Planck, M. (1900). «Über irreversible Strahlungsvorgänge». Annalen der Physik. 306 (1): 69–122. Bibcode:1900AnP...306...69P. doi:10.1002/andp.19003060105  Tradução do título: "Sobre processos irreversíveis de radiação".
• Planck, M. (1901). «Ueber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum». Annalen der Physik. 309 (3): 553–563. Bibcode:1901AnP...309..553P. doi:10.1002/andp.19013090310  Tradução inglesa de K. Ando: On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum, arquivada em 6 de outubro de 2011.
• Planck, M. (1903). Treatise on Thermodynamics (em inglês). Tradução de A. Ogg. Londres: Longmans, Green & Co. 
• Planck, M. (1906). Vorlesungen über die Theorie der Wärmestrahlung (em alemão). Leipzig: J. A. Barth 
• Planck, M. (1914). The Theory of Heat Radiation (em inglês). Tradução de M. Masius 2 ed. [S.l.]: P. Blakiston's Son & Co. 
• Planck, M. (1915). Eight Lectures on Theoretical Physics (em inglês). Tradução de Albert Potter Wills. Nova Iorque: Columbia University Press 
• Planck, M. (1908). Das Prinzip der Erhaltung der Energie (em alemão) 2 ed. Leipzig: B. G. Teubner. 278 páginas 
• Planck, M. (1917). «Über einen Satz der statistischen Dynamik und seine Erweiterung in der Quantentheorie». Berlim: Georg Reimer. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften. 24: 324–341 
• Planck, M. (1943). «Zur Geschichte der Auffindung des physikalischen Wirkungsquantums». Naturwissenschaften. 31 (14–15): 153–159. Bibcode:1943NW.....31..153P. doi:10.1007/BF01475738 
• Planck, Max (1949). Scientific Autobiography and Other Papers (em inglês). Nova Iorque: Philosophical Library 

Ver também

• Antiga teoria quântica, primeiras formulações da física quântica, anteriores à mecânica quântica
• Energia de ponto zero, energia mínima de um sistema quântico
• Equação de Fokker–Planck, equação da dinâmica estatística desenvolvida por Fokker e Planck
• Radiação de corpo negro, problema físico que levou Planck à sua lei de radiação
• Unidades de Planck, sistema de unidades naturais construído a partir de constantes fundamentais
• Sociedade Max Planck, organização científica alemã que recebeu seu nome

Fontes

• Aczel, Amir D. Entanglement, capítulo 4. Penguin, 2003. ISBN 978-0-452-28457-9
• Heilbron, J. L. (2000). The Dilemmas of an Upright Man: Max Planck and the Fortunes of German Science (em inglês). [S.l.]: Harvard University Press. ISBN 0-674-00439-6 
• Hoffmann, Dieter (2008). Max Planck: Die Entstehung der modernen Physik (em alemão). Munique: Beck. ISBN 978-3-406-56242-6 
• Pickover, Clifford A. Archimedes to Hawking: Laws of Science and the Great Minds Behind Them. Oxford University Press, 2008. ISBN 978-0-19-533611-5
• Medawar, Jean; Pyke, David (2012). Hitler's Gift: The True Story of the Scientists Expelled by the Nazi Regime (em inglês). Nova Iorque: Arcade Publishing. ISBN 978-1-61145-709-4 
• Rosenthal-Schneider, Ilse. Reality and Scientific Truth: Discussions with Einstein, von Laue, and Planck. Wayne State University, 1980. ISBN 0-8143-1650-6

Ligações externas

• Obras de Max Planck no Projeto Gutenberg
• The Universe in the Light of Modern Physics no Faded Page
• Obras de Max Planck no Internet Archive
• Obras de Max Planck no LibriVox
• Bibliografia anotada de Max Planck na Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• Max Planck na Encyclopædia Britannica
• Sociedade Max Planck
• Max Planck – Selbstdarstellung im Filmportrait, autorretrato cinematográfico de Max Planck, Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, 1942
• Palestra do Nobel de Max Planck, 2 de junho de 1920, The Genesis and Present State of Development of the Quantum Theory
• Max Planck: biographical overview na Sociedade Max Planck
• Material de imprensa sobre Max Planck no arquivo de imprensa do século XX da ZBW