Planck, Max Karl

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Biografía GER

Formulador de la teoría de los quanta (v. CUANTOS, TEORÍA DE LOS). N. el 23 abr. 1858 en Kiel, donde su padre era profesor de Derecho. En esta ciudad hizo sus estudios primarios, pasando después por las aulas del Maximiliangymnasium y de la Univ. de Munich. En 1879 finalizó su tesis doctoral sobre problemas de la entropía clausiana, y -fue nombrado un año después Privatdozent de la Facultad científica de Munich. En 1885 ocupó como Extraordinarius la cátedra de Física teórica de la Univ. de Kiel. A la muerte de Kirchhoff, en 1889, fue llamado a sustituirle, como Extraordinarius primero, y como Ordinarius en 1892, en su cátedra de Berlín, así como en la dirección del Inst. de Física teórica.

La evolución del trabajo de P. fue de una gran lógica: sus primeros libros, entre ellos uno sobre la ley de la energía y otro sobre la termodinámica, muestran su avance por un camino que había de conducirle al mayor problema que tenía planteado la Física de su tiempo: la radiación térmica.

Una de las cuestiones que más preocupaba a los físicos de los últimos años del s. XIX era dar una explicación a la distribución espectral de la radiación emitida por un cuerpo negro, es decir, se buscaba una respuesta satisfactoria a la siguiente pregunta: ¿Cuánta es la energía de las radiaciones por centímetro cúbico y cómo está dividida espectralmente? La teoría cinética del calor de Boltzmann y Gibbs (v. CINÉTICA, TEORíA) dio necesariamente una respuesta, según la cual la intensidad espectral correspondiente a una frecuencia v ha de ser proporcional a v; es la ley clásica de la radiación formulada por Rayleigh y Jeáns (v. RADIACIONES I). Tiene validez para longitudes mayores de onda, pero para longitudes de onda menores, o sea, grandes frecuencias v, esta ley no podía valer, pues resultaban también radiaciones ultravioletas en cuerpos fríos; y junto a estas radiaciones ultravioletas, que ya contradecían toda experiencia, la ley clásica exigía rayos X todavía más fuertes como parte de las radiaciones térmicas, afirmando para todo el espectro la existencia de una radiación infinitamente fuerte. Éste fue el problema que abordó P., dando una solución totalmente satisfactoria.

Pero ¿cuál fue esta solución? En palabras de P. es la siguiente (fragmento de la conferencia Nobel): "Cuando traigo a mi memoria aquellos días de hace veinte años, en que el concepto de quantum (concepto expresado por primera vez en la sesión del 19 oct. 1900 de la Soc. de Física de Berlín, y cuya justificación la presentó en la reunión de Navidad del mismo año) de acción iba comenzando a desprenderse de la mole de hechos experimentales que lo envolvían y cuando vuelvo la mirada hacia el largo y tortuoso camino que acabó por llevarme a descubrirlo, a veces me parece ese proceso una nueva afirmación de aquel dicho de Gcethe: `El hombre mientras anhela, anda errante’. Y a la verdad, vanos y sin esperanza deben parecer todos los esfuerzos del investigador si no llega a dar por casualidad con hechos notorios que brinden inefable prueba de la verdad que anda buscando y le hagan ver cómo, después de todo, ha avanzado siquiera un paso en la dirección de su meta. La persecución de un objeto determinado, cuyo resplandor no quede empañado con los fracasos del comienzo, es condición indispensable, aunque de ningún modo prenda segura, del feliz éxito final.

En el caso mío, dicha meta había sido durante muchos años la solución del problema de la distribución de la energía en el espectro normal del calor radiante... Con todo, el problema se refiere a una ley universal de la naturaleza, y entonces, como ahora, tenía yo la convicción de que una ley es tanto más sencilla cuanto más general y nattfral (aunque no siempre puede decirse de modo definitivo e inequívoco qué fórmula o enunciado de ella debe tenerse por más sencillo), creía yo en aquelentonces que el fundamento de la ley de la distribución de la energía podía expresarse mediante el teorema según el cual el valor de R (intensidad) es proporcional a la energía. Mas pronto resultó insostenible esta opinión, en vista de los nuevos resultados obtenidos. Dos límites sencillos quedaron establecidos por la observación directa para la función R: para energías pequeñas, proporcionalidad con el cuadrado de la energía. Por consiguiente, parecía que lo más sencillo era decir que, en el caso general, R es igual a la suma de un término proporcional a la primera potencia de la energía y de otros proporcionales al cuadrado de ella, de modo que el primer término valiese para energías pequeñas y el otro para las grandes. Así se halló una fórmula nueva de la radiación, que hasta el presente ha salido bastante airosa de las pruebas experimentales. Sin embargo, no puede decirse que haya quedado confirmada experimentalmente con exactitud definida, y sería de desear una nueva comprobación.

Pero aun cuando se hubiese probado la absoluta exactitud de la fórmula de interpolación, descubierta gracias a felices barruntos, no nos habría dejado satisfechos. Por eso desde el día que nació me di a la tarea de darle un significado físico real, y esta consideración me condujo, siguiendo la línea de pensamiento de Boltzrriann, a indagar la relación entre la entropía y probabilidad; hasta que, al cabo de unas semanas, las más laboriosas de mi vida, comencé a ver claro y a divisar una idea inesperada...

Para elaborar estas nociones de probabilidad se requieren dos constantes universales, cada una de las cuales tiene una significación diferente; de modo que el cálculo de dichas constantes basado en la ley de la radiación pudiera servir de verificación a posteriori para averiguar si todo proceso es puro artificio matemático o tiene un significado físico real. La primera constante es de índole un tanto formal; está vinculada con la definición de temperatura...

Mucho menos sencilla que la interpretación de la primera constante fue la segunda, a la cual, por ser el producto del tiempo por la energía (valuada según un primer cálculo en 6,55X10-27 erg-seg.), di el nombre de quantum de acción.

Siendo dicha constante absolutamente indispensable para llegar a la expresión correcta de la entropía, se mostró obstinadamente reacia a ajustarse en ninguna forma convincente a los marcos de la teoría clásica. Mientras pudo considerársela infinitesimal, esto es, para valores grandes de la energía o largos periodos de tiempo, todo anduvo bien; pero en llegando al caso general, fue presentándose acá y acullá una dificultad, que creció cada vez más mientras más débiles y rápidas se fueron haciendo las oscilaciones. El fracaso de todas las tentativas de tender un puente sobre el abismo puesto me colocó frente a este dilema: o bien el quantum de acción era una magnitud meramente ficticia, y, por tanto, era ilusoria toda la deducción de la ley de radiación y puro juego de fórmulas o bien en el fondo de este método de derivar la ley de la radiación había un concepto físico verdadero.

De admitirse esto último, el quantum tendría que desempeñar en la Física un papel fundamental y anunciar el advenimienío de una nueva era, acaso destinado a transformar por completo nuestros conceptos físicos, que, desde que Leibniz y Newton introdujeron el cálculo infinitesimal, han permanecido basados en el supuesto de la continuidad de todas las cadenas causales de acontecimientos. La experiencia se ha pronunciado en favor de la segunda alternativa" (v. DETERMINISMO III; PROBABILIDAD Y PROBABILISMO, 4; MECÁNICA IV).

En 1907, P. fue llamado a Viena para suceder a Boltzmann en la cátedra de Física teórica, en 1912 fue nombrado secretario perpetuo de la Acad. de Ciencias de Berlín, recibiendo en 1918 el premio Nobel de Física. En el último periodo de su vida colaboró activamente en la incipiente teoría creada. M. en Gotinga el 4 oct. 1947. Los científicos de todo el mundo crearon como homenaje la medalla P. La Max Planck Gesellschaft (v.) es una sociedad fundada en 1948 para el fomento de las ciencias y que sigue la tradición del Kaiser Wilhelm Institut.

El germen de la teoría cuántica que se encontraba en la teoría de P. ha sido desarrollado con una fuerza y perfección difícil de igualar. Primero, como aplicación al conocimiento de la estructura atómica, después como teoría abstracta (Heisenberg, P. Jordan, Born, 1920-30) de múltiples aplicaciones a todos los campos de la Física. Y entre 1927 y 1953 toma forma, con P. A. M. Dirac, J. Schwinger, S. Tomonaga y R. P. Feyman, la electrónica cuántica.

V. t.: CUANTOS, TEORÍA DE LOS; MECÁNICA IV; TÉRMICA, ENERGíA; MATERIA.

J. A. BUJALANCE.

BIBL.: M. PLANCK, Scientific Autobiography, Nueva York 1949; íD, Thermodynamique, París 1933; íD, Die Einheit des physikalischen Weltbildes, Leipzig 1909; íD, Das Weltbild des neuen Physik, 1931; fD, Wege zur physikalischen Erckenntnis, 1933; A. EDDINGTON, La naturaleza del mundo físico, Buenos Aires 1945; P. JORRAN, La física del siglo XX, México 1953; R. PANIKER, Max Planck, "Arbor" 45, Madrid 1947; P. FRANK, Modern Science and its Philosophy, Massachusetts 1950.