Newton utilizó métodos matemáticos y experimentales para estudiar y explorar la naturaleza. La comunidad científica ha seguido utilizando este método desde él, por lo que ahora cualquier disciplina que esté separada de las matemáticas y los experimentos no puede llamarse ciencia (las matemáticas no lo son). ciencia, es la base de la ciencia). Hoy en día, cualquier artículo científico es casi indispensable para los pasos de Newton: plantear una hipótesis, probarla experimentalmente y utilizar métodos matemáticos y estadísticos para analizar los datos obtenidos del experimento. . Newton también es considerado el fundador de la ciencia moderna (aunque no fue necesariamente el primero en hacerlo, pero popularizó esta rutina de investigación)
La razón por la que Darwin no lo es es principalmente por la época en la que Los dos hombres vivieron de manera diferente, él fue casi 200 años más tarde que Newton. La ciencia moderna ya estaba muy desarrollada en su época, por lo que, por supuesto, él no fue el fundador. Además, Darwin no utilizó una gran cantidad de experimentos y métodos matemáticos. establecer personas----Planck
Karl Ernst Ludwig Planck, 1858-1947 Nombre: Max Planck Cargo: Profesor
Físico alemán, fundador y fundador de la física cuántica, premio Nobel de Física 1918 Ganador del Premio de Física.
El gran logro de Planck fue la creación de la teoría cuántica, lo que supuso un gran cambio en la historia de la física. Esto puso fin a la situación de dominio mundial de la física clásica.
En 1900, Planck abandonó el concepto tradicional de la física clásica de que la energía es continua y derivó una fórmula empírica para la radiación del cuerpo negro que es totalmente consistente con los experimentos. Para derivar teóricamente esta fórmula, se debe suponer que la energía irradiada por la materia es discontinua y sólo puede ser un múltiplo entero de una determinada energía mínima. Planck llamó a esta unidad más pequeña de energía "cuantos de energía". La hipótesis de Planck resolvió las dificultades teóricas de la radiación del cuerpo negro. Planck propuso además la idea de que los cuantos de energía son proporcionales a la frecuencia e introdujo la constante h de Planck. La teoría cuántica se ha convertido ahora en una teoría básica indispensable para la teoría y la experimentación modernas. Planck ganó el Premio Nobel de Física por su creación de la teoría cuántica.
1. Biografía
Nació el 23 de abril de 1858 en Kiel. En 1867, su padre, el profesor de derecho civil J.W. von Planck, fue invitado a enseñar en la Universidad de Munich y su familia se mudó a Munich. Planck pasó su juventud en Munich y entró en la Universidad de Munich en 1874. De 1877 a 1878 fui a la Universidad de Berlín para escuchar conferencias del matemático K. Weierstrass y de los físicos H. von Helmholtz y G.R. Cuando Planck recordó esta experiencia en sus últimos años, dijo que el carácter y la actitud académica de estos dos físicos tuvieron un profundo impacto en él, pero sus conferencias no lograron atraerlo. Mientras estaba en Berlín, Planck estudió detenidamente por sí mismo la principal obra de R. Clausius, "Teoría térmica de la mecánica", lo que le llevó a decidirse a encontrar leyes universales como las leyes de la termodinámica. Después de que Planck se doctorara en la Universidad de Munich en 1879, enseñó en la Universidad de Munich y en la Universidad de Kiel. Después de la muerte de Kirchhoff en 1888, la Universidad de Berlín lo nombró sucesor de Kirchhoff (primero profesor asociado, luego profesor en 1892) y director del Instituto de Física Teórica. En 1900, introdujo los cuantos de energía en el estudio de la radiación del cuerpo negro. Por la contribución de este descubrimiento al desarrollo de la física, ganó el Premio Nobel de Física en 1918.
Desde la década de 1920, Planck se ha convertido en una figura central de la comunidad científica alemana y mantiene estrechos vínculos con físicos de renombre en Alemania y en el extranjero en aquella época. Fue elegido miembro de la Royal Society en 1918 y sirvió como presidente de la Kaiser Wilhelm Society de 1930 a 1937. Durante ese período, universidades como Berlín, Göttingen, Munich y Leipzig se convirtieron en centros de la ciencia mundial, lo que fue inseparable de los esfuerzos de Planck, W. Nernst, A. Sommerfeld y otros. Después de que los nazis tomaron el poder en Alemania, luchó contra los nazis con la pasión de un científico por la ciencia y su patria para defender la dignidad de la ciencia. Murió en Gotinga el 4 de octubre de 1947.
2. Logros científicos
1. El primer campo de investigación de Planck fue principalmente la termodinámica. Su tesis doctoral fue "Sobre la segunda ley de la termodinámica". Desde entonces ha estudiado los cambios en el estado de agregación de la materia, la teoría de los gases y las soluciones, etc. desde la perspectiva de la termodinámica.
2. Propuso el concepto de cuantos de energía
El logro más importante de Planck en física fue proponer la famosa fórmula de radiación de Planck y crear el concepto de cuantos de energía.
A finales del siglo XIX, cuando se utilizaba la física clásica para explicar los experimentos de radiación de cuerpos negros, se produjo el famoso "desastre ultravioleta". Aunque Rayleigh, Jeans (1877-1946) y Wien (1864-1928) propusieron respectivamente dos fórmulas en un intento de aclarar las leyes de la radiación del cuerpo negro, en comparación con los experimentos, la fórmula de Rayleigh-Jeans sólo funciona en el rango de baja frecuencia. es consistente, mientras que la fórmula de Wien sólo es consistente en el rango de alta frecuencia. Planck inició una investigación sistemática sobre la radiación térmica en 1896. Después de varios años de arduo trabajo, finalmente obtuvo una fórmula consistente con los experimentos. A finales de octubre de 1900, publicó un artículo de tres páginas titulado "Sobre la perfección de la ecuación espectral de Viena" en el "Boletín de la Sociedad Alemana de Física", proponiendo por primera vez la fórmula de radiación del cuerpo negro. El 14 de diciembre, en la reunión ordinaria de la Sociedad Alemana de Física, Planck presentó un informe sobre "Sobre la distribución de la energía en el espectro normal". En este informe, explicó con entusiasmo su descubrimiento más sorprendente. Dijo que para derivar teóricamente la fórmula de radiación correcta, se debe suponer que la energía irradiada (o absorbida) por la materia no es continua, sino que se realiza en partes, y sólo puede ser un múltiplo entero de un cierto valor mínimo. Este valor mínimo se llama cuantos de energía y la frecuencia de radiación es el valor mínimo de energía ε=hν. Entre ellos, h, Planck lo llamó el cuanto de acción fundamental en ese momento, y ahora se llama constante de Planck. La constante de Planck es la constante física más importante de la física moderna. Marca la transformación de la física de una "larva clásica" a una "mariposa moderna". En 1906, Planck resumió sistemáticamente su trabajo en su libro "Conferencias sobre radiación térmica", que proporcionó una base importante para abrir nuevas formas de explorar las leyes del movimiento de la materia microscópica.
3 Libros y artículos
"Sobre la segunda ley de la termodinámica" 1879
"Sobre la perfección de la ecuación espectral de Wien" 1900
"Sobre la distribución de energía en el espectro normal" 1900
"Apuntes sobre radiación térmica" 1906
"Teoría de la ley de distribución de energía del espectro normal" 1900
4. Premios y Honores
En 1918, Planck recibió el máximo honor en física, el Premio Nobel de Física.
En 1926, Planck fue elegido máximo miembro honorario de la Royal Society, y Estados Unidos lo eligió presidente honorario de la Sociedad de Física. En 1930, Planck fue elegido presidente de la Sociedad Guillermina para el Avance de la Ciencia, el máximo organismo de investigación científica de Alemania.
3. Anécdotas interesantes
1. El maestro de la Ilustración
Planck emprendió el camino de estudiar ciencias naturales, en gran parte gracias a un profesor de secundaria llamado Müller. A Planck le gustaba la música y la literatura durante su infancia. Más tarde, escuchó una conmovedora historia contada por Müller: Un artesano de la construcción dedicó mucho esfuerzo a mover ladrillos al techo. El trabajo realizado por el artesano no desapareció, sino que se convirtió en energía y se almacenó una vez que los ladrillos se desgastaron; , Si se suelta y golpea la cabeza de otra persona o algo así, la energía se liberará nuevamente... Esta historia sobre la ley de conservación de la energía dejó una impresión inolvidable en Planck. No sólo giró su afición hacia las ciencias naturales, sino también. Se convirtió en una de las bases de su futuro trabajo de investigación.
2. "Planck Planet"
Después de que Planck entró en el palacio de la ciencia, sin importar las dificultades que encontró, nunca flaqueó en su determinación de dedicarse a la ciencia. En su familia ocurrieron muchas desgracias: su esposa murió en 1909, su hijo murió en la Primera Guerra Mundial en 1916, sus dos hijas murieron al dar a luz en 1917 y 1919, y su hijo mayor fue ejecutado por Hitler en 1944.
Pero Planck siempre suprimió sus emociones y su dolor con un trabajo duro y desinteresado, e hizo importantes contribuciones a la ciencia, una tras otra.
Publicó 215 artículos de investigación y 7 libros durante su vida, incluido el libro "Filosofía en Física" escrito en 1959.
En la celebración del 80 aniversario del nacimiento de Planck, la gente le "regaló" un asteroide y lo llamó "Planck". En 1946, aunque estaba débil, estaba muy feliz de asistir a la reunión de la Royal Society en memoria de Newton.
3. La lápida lleva grabado su nombre y el valor de h
Planck era de estilo modesto y riguroso. En una reunión conmemorativa celebrada por la Sociedad Alemana de Física para celebrar su 60 cumpleaños en abril de 1918, Planck pronunció un discurso: "Imagínense un minero que hizo todo lo posible para explorar en busca de minerales preciosos. Una vez encontró una veta de oro natural, y más adelante Durante la investigación se descubrió que se trataba de un tesoro de valor incalculable, infinitamente más valioso de lo que se pensaba anteriormente. Si no lo hubiera encontrado él mismo, sin duda alguno de sus colegas lo habría encontrado pronto y por suerte." Esta fue sin duda la modestia de Planck. Lo que dijo Lorenz al comentar la audaz hipótesis de Planck sobre los cuantos de energía reveló la esencia del problema. Dijo: "No debemos olvidar que la buena suerte de ideas tan inspiradas sólo la pueden obtener aquellos que trabajan duro y piensan profundamente".
El 3 de octubre de 1947, Planck murió en Göttingen. enfermedad a la edad de 89 años. Para conmemorar a este gran físico, el gobierno alemán cambió el nombre del Instituto Wilhelm por el de Instituto Max Planck.
Los rescoldos de la guerra no se apagaron, pero recibió una amable invitación de un país hostil; la guerra destruyó a su familia y su arduo trabajo, pero el hombre de 80 años no fue destruido. En 1946. La Royal Society celebró una reunión en Londres debido a que la guerra pospuso la conmemoración del "300 aniversario del nacimiento de Newton" durante tres años. En el registro de invitados figuraba una persona tan especial:
Planck era en realidad de Alemania, que acababa de ser derrotada. En aquel momento, la gente todavía estaba lejos de recuperarse del fuego de artillería alemán y de los charcos de sangre de la Segunda Guerra Mundial. Todavía estaban asustados por el inhumano fascismo alemán y nadie quería tener nada que ver con este país que había traído graves consecuencias. desastres para el mundo. Pero como portavoz de la ciencia alemana, Planck recibió en ese momento una cálida invitación de los británicos que habían sufrido la guerra alemana. La razón no reside sólo en sus grandes logros científicos, sino también en su gran personalidad. Durante la guerra, su actitud poco cooperativa hacia el gobierno de Hitler, su propia experiencia trágica durante la guerra y su coraje para afrontar la vida con tenacidad a pesar de la adversidad hicieron que la gente sintiera mucho respeto por este hombre de 88 años.
Planck vivió dos guerras mundiales. Perdió dos hijos y dos hijas durante la guerra, y su casa, los libros que coleccionó a lo largo de su vida y los manuscritos y diarios que registraban las luchas de su vida quedaron reducidos a cenizas cuando las fuerzas aliadas bombardearon Berlín en 1944. Un golpe así es insoportable para cualquier hombre de sangre dura, pero este anciano lo soportó todo con valentía. ¡Qué clase de perseverancia es esta!
Entonces, ¿qué es lo que le da una voluntad tan fuerte? Es fe. Es su creencia en la religión y, más aún, su creencia en la verdad científica.
Creyó en Dios toda su vida, pero la ciencia y la naturaleza eran otro Dios en su corazón.
La creencia de Planck en la religión tenía profundas raíces familiares. Su abuelo y su bisabuelo Ambos son profesores. de teología en la Universidad de Göttingen; aunque su padre cambió la tradición familiar y se convirtió en profesor de derecho en la Universidad de Kiel y la Universidad de Munich, también creía en la religión; La fuerte atmósfera religiosa que impregnaba la familia hizo que Dios echara raíces en el corazón de Planck desde el principio. Fue un fiel luterano en la escuela primaria. A menudo ganó premios por religión y conducta en la escuela secundaria. Cuando creció, nunca dudó del valor de la religión organizada. Desde 1920 hasta su muerte en 1947, fue anciano de la parroquia de Green Forest.
Pero en comparación con su creencia en la religión, cree más en la ciencia y la naturaleza. En mayo de 1937, al final de una conferencia titulada "Religión y ciencia" pronunciada por Planck en las provincias bálticas, propuso un eslogan ruidoso: "¡Ve a Dios!". El significado de este eslogan se puede expresar con las palabras de Eddington. En una frase: "La física moderna de ninguna manera nos aleja de Dios, pero inevitablemente nos acerca a Dios. La búsqueda de la verdad científica por parte de Planck durante toda su vida fue un proceso de "caminar hacia Dios", es decir, dijo que el Dios supremo en". La mente de Planck es en realidad el mundo material, la naturaleza y la verdad científica.
Planck amó durante toda su vida caminar y escalar montañas, lo que en realidad era su culto a la naturaleza, el Señor de todas las cosas. Cuando tenía 84 años, incluso escaló una montaña de 3.000 metros de altura. Se apega al famoso dicho de su mentor Helmholtz: "Caminar es el deber sagrado de los científicos naturales". Y su contribución a la ciencia es el mejor sacrificio que ofrece a Dios.
Solo podía observar a los niños del vecino jugando a través de las flores de hielo en la ventana, pero este se convirtió en su primer paso en el camino hacia la física
Colgando sobre la familia Planck El pesado y solemne La atmósfera religiosa trajo una alegría reprimida a la infancia de Planck. No puede jugar ni ser travieso como muchos niños, pero puede ser feliz con los libros, la música, caminar, pensar y otras actividades. Fue pensando que dio el primer paso hacia la física.
Un día, cuando tenía 7 años, el pequeño Planck estaba leyendo un libro cuando de repente escuchó gritos y risas de niños fuera de la ventana. Corrió hacia la ventana y la abrió. Vio que había varios niños peleando con bolas de nieve. Al ver la alegría desenfrenada de los niños, Plank no pudo evitar sentir envidia. Cerró la ventana y corrió a la habitación de su padre, pero al ver la seriedad en el rostro de su padre, tuvo que tragarse las palabras que salieron de sus labios. Pero Planck, que se sentó a leer de nuevo, no pudo ver hacia adentro. No pudo evitar acercarse de nuevo a la ventana, pero el vidrio estaba bloqueado por algo y no podía ver nada afuera. , tuvo que retirar la mirada y caer sobre la ventana frente a él. En ese momento, descubrió una hermosa vista: el vidrio de la ventana estaba cubierto de flores de hielo. Algunos de ellos son como hierba, otros son como pequeños árboles, algunos son como cachorros... ¡Guau! Es tan hermoso. ¿Pero quién los pintó? El joven Plank se puso a pensar profundamente. Esta pregunta estaba un poco más allá de su imaginación. Lo pensó durante mucho tiempo, pero aún no podía resolverlo.
Durante la cena, su padre descubrió que el pequeño Planck no había estado prestando atención a su comida, así que le preguntó qué estaba pasando. El joven Planck se armó de valor para expresar sus dudas. Después de escuchar las preguntas de su hijo, su padre, habitualmente serio, mostró una rara sonrisa en su rostro. Pacientemente le explicó a su hijo que las flores de hielo eran un fenómeno físico común. Después de la comida, también encontró un libro de introducción a la física para su hijo y le dijo que siempre podía preguntarle si tenía algo que no entendía. Planck se sintió halagado por la amabilidad de su padre y convirtió este favor en motivación para aprender. A partir de entonces se interesó por la física.
Para él, ser científico es más valioso que ser artista.
El interés de Planck por la física adquirió un nuevo desarrollo después de ingresar a la escuela secundaria. Cuando su maestro Muller habló sobre el principio de conservación de la energía, les contó la historia de un albañil que trabajó duro para llevar un ladrillo pesado al techo. Müller dijo: El trabajo realizado por el albañil cuando llevaba el ladrillo no desapareció, sino que permaneció intacto, tal vez durante muchos años, hasta que tal vez un día, el ladrillo se soltó y cayó sobre la cabeza de alguien. Müller habló muy vívidamente, lo que hizo resonar en el corazón de Planck el principio de conservación de la energía "como un evangelio de salvación". A partir de entonces, este principio quedó profundamente arraigado en la mente de Planck y se convirtió en la base de sus futuras investigaciones científicas.
En 1874, Planck se graduó de la escuela secundaria. Pero dudó a la hora de elegir el rumbo de sus futuros esfuerzos, porque además de la física, también tenía un extraordinario interés por la música.
Su talento musical era anterior incluso a su interés por la física, y desde temprana edad ya tocaba el piano y el órgano al nivel de un músico profesional. Le gustan "Lullaby" de Schubert, "Beautiful Mill Girl", el Concierto para violín de Brahms, "Matthew Passion" de Bach, etc. Para Planck, que tuvo una educación estricta, seguía reglas y era meticuloso, la música era el único lugar donde podía satisfacer sus sentimientos y liberar sus pensamientos de cualquier limitación. La nación alemana es una nación aparentemente rigurosa pero que persigue la libertad interior y la liberación ideológica. Planck es un típico alemán que anhela galopar en el palacio de la música. Pero después de una feroz lucha ideológica, optó por la física. En cuanto a la música, puede ser un hobby. Porque cree que ser científico debería ser más valioso que ser artista.
Después de asistir a la universidad, Planck centró gradualmente su interés por la física en el campo de la teoría pura, es decir, la física teórica. Su profesor de física, Yuli, estaba muy desconcertado por esto, porque creía que la física ya era una ciencia muy desarrollada y casi perfecta, tal vez había una partícula de polvo o una pequeña burbuja en un rincón que podría investigarlas y clasificarlas. Sin embargo, como sistema completo, se ha establecido con bastante firmeza y la física teórica clásica está cerca de un nivel muy completo. Las opiniones de Yoli representaban los conceptos erróneos comunes sobre la física en la comunidad científica de esa época, pero Planck no era el tipo de persona que cambiaba de opinión fácilmente. Tomar el camino de la física o incluso de la física teórica fue el resultado de su seria consideración. Nada le impedirá seguir adelante.
Si crees que puedes asumir la responsabilidad, no dejes que nada te impida seguir adelante.
Por su admiración por Helmholtz y Kirchhoff. Un físico famoso, Planck se transfirió a la Universidad de Berlín en su último año de universidad. Sin embargo, Planck se sintió decepcionado por las malas conferencias de los dos profesores. Sin embargo, no se desanimó y confió en el autoestudio para satisfacer su deseo de conocimiento. No solo estudió solo los cursos de los dos profesores, sino que también estudió él mismo la "Termodinámica" de Clausius. Fue a partir de la teoría de la termodinámica de Clausius que comenzó a estudiar el problema de la radiación térmica.
Durante la investigación, dos fórmulas completamente opuestas, la "fórmula de Wien" propuesta por el profesor Wien de la Universidad de Berlín en 1894 y la "fórmula de Rayleigh" propuesta por el físico británico Rayleigh en 1900, provocaron que en su atención, probó todas las teorías y métodos de la física clásica en un intento de encontrar una nueva fórmula para reemplazar las dos fórmulas contradictorias, pero sin éxito. Para buscar la verdad científica, decidió dar un paso desesperado: saltar de la física clásica y considerar el problema desde una nueva perspectiva. El 19 de octubre de 1900, Planck propuso en una reunión de la Sociedad Alemana de Física su nueva fórmula, que más tarde se convirtió en la famosa "fórmula de Planck". El 14 de diciembre propuso la base teórica de esta fórmula, la famosa "Hipótesis del Quon de Energía", en otra reunión de la Sociedad de Física. En esta hipótesis, Planck abandonó el concepto tradicional de continuidad absoluta del movimiento material y propuso que el proceso de radiación no es continuo, sino que irradia o absorbe en pequeños "paquetes" de cantidades mínimas. Este pequeño paquete no puede luego dividirse en paquetes más pequeños. Al menos solo se puede vender pieza por pieza, no media pieza ni dividir en trozos más pequeños. Esta unidad más pequeña de energía se llama "cuantos de energía". Este día fue considerado más tarde como el "cumpleaños" de la teoría cuántica. Dado que los conceptos cuánticos se convirtieron posteriormente en la clave para comprender todas las propiedades de las capas y núcleos atómicos, este día también se considera el cumpleaños de la física atómica y el comienzo de una nueva era en las ciencias naturales. Por supuesto, Planck, quien propuso la hipótesis de los cuantos de energía, también es venerado como el "fundador de la teoría cuántica".
Después de hacerse famoso, Planck dijo una vez esto al hablar de cómo se convirtió en científico: "Debes tener fe". Lo que Planck dijo es en realidad un amor persistente por la ciencia, la investigación y un espíritu inquebrantable. en la búsqueda de la verdad científica.
Vale la pena mencionar que la fe hace que las personas tengan éxito, pero una vez que la fe se convierte en acciones obstinadas, también obstaculizará el progreso de una persona.
La conciencia conservadora intrínsecamente arraigada de Planck una vez le hizo querer obstinadamente volver a colocar la nueva teoría que saltó del antiguo marco de la física clásica al antiguo marco de la física clásica después de que propuso una teoría innovadora y fue desarrollada por otros. en. Investigación.
Por supuesto, esto no significa que la contribución de Darwin sea inferior a la de Newton, ni tampoco significa que la teoría de la evolución no pueda estudiarse mediante experimentos y matemáticas (las investigaciones actuales sobre la teoría de la evolución se basan principalmente en las matemáticas). , seguido de experimentos), pero la época es diferente, la era de Darwin fue anterior al período de iluminación de la ciencia moderna, y el uso de métodos científicos por parte de Newton fue más prominente y típico, lo que puede usarse como ejemplo de referencia.