5.3. Гипотеза Планка

В формуле волны де Бройля, помимо А и р, есть еше одна величина А, которой нет в классической фишке и которую свя­зывают с именем Планка.

Занимаясь термодинамикой теплового излучения, Планк пы­тался установить закономерность, которая бы четко выражала зависимость распределения энергии в спектре излучения от тем­пературы и длины волн. В результате он вывел формулу £ = Av.

Величину А Планк назвал квантом действия Она является фундаментальной постоянной, равной 6,626 • Ю^-34 Дж • с, и вхо­дит во все основные формулы теоретической физики и химии. Впоследствии А. Эйнштейн отмечал, что «именно закон излучения Планка дал первое точное onpedejienue абсолютных величин ато­мов. Он убедителыю показал, что кроме атомистической струк­туры материи существует своего рода атомистическая структу­ра энергии, управляемая универсальной постоянной». Как выясня­ется уже в настоящее время, эта константа имеет более глубокий смысл и проявляется в физике Вселенной, моделях единого фи­зического поля и фундаментальных представлениях пространст­ва—времени в виде планковских величин расстояния, времени и массы.

Из этих идей Планка о кванте действия фактически началась квантовая физика, которую на первых порах воспринимали до­вольно сдержанно, считая ее недостаточно реальной и не необ­ходимой. А. Эйнштейн, взяв идею о дискретности, ввел в 1905 г. понятие о квантах света — фотонах, а позже разработал на этой основе квантовую теорию теплоемкости твердых тел. Надо отме­тить, что Планк был в числе тех, кто сразу признал и понял тео­рию относительности Эйнштейна, и в 1906 г. предложил термин «теория относительности».

В нашем курсе мы часто касались вопросов поиска научных (не обязательно физических) законов, описывающих наш мир. И очень часто многие из них как бы «угадываются», вводятся априорно, в результате некоего озарения и постулируются, т.е. не доказываются. Это, как ни странно на первый взгляд, свойст­венно математике. Как отмечал Р. Фейнман, угадывание уравне­ний, по-видимому, очень хороший способ открытия новых зако­нов, и это показывает, что математика дает глубокое конкретное описание природы по сравнению с философскими принципами или интуитивными механическими аналогиями, которые не да-

М. Планк (1858—1947)— немецкий физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии 1918 г. по физике за открытие элемента действия. Так тогда назвали квант действия, столетие введения кото­рого отмечалось в декабре 2000 г.

М. Планк был разносторонне одарен­ным человеком. Он состоял в отдален­ном родстве со многими выдающимися людьми Германии, в том числе с такими знаменитыми, как философы Гегель (1770—1831) и Шеллинг (1775—1854), поэты Шиллер (1759—1805) и Гельдер- лин (1770—1843). С детства Планк любил музыку, прекрасно иг­рал на фортепиано, сам сочинял музыку и даже хотел стать му­зыкантом. Но поступил на физико-математический факультет Мюнхенского университета. Как отмечали биографы, характер­ными чертами его были обстоятельность и рассудительность, по­этому его выбор был обычно глубок и основателен. Он редко де­лал ошибки, и едва ли кто-либо мог повлиять на принимавшиеся им решения.

верш

^НОГО,

История причислила М. Планка к гениям потому, что он вла­дел «идеями, объективно превосходящими господствующие». Он находил пути облекать эти идеи в конкретные научные реалии. Сдержанный по натуре, суховатый и даже чопорный, в науке он был романтиком, в семье — любящим мужем и заботливым от­цом У него было две дочери и два сына. Старший был убит под Верденом в 1916 г., младший расстрелян в 1945 г. за участие в заговоре против Гйтлера Не избежал Планк и увлечения многих физиков: он был страстным альпинистом и побывал на многих вершинах Альп. Сохранилась даже фотография 84-летнего уче­ного на трехтысячнике в Восточном Тироле ^J

ют таких серьезных результатов. Многие фундаментальные зако­ны (законы Ньютона, Максвелла, Эйнштейна, Шрёдингера, де Бройля, Планка) были правильно угаданы ими от природы.