控えめで謙虚でありながら、革命家であった男――マックス・プランク。彼は古典物理学の世界観を揺るがし、現代科学と技術の決定的な基盤を築きました。
キールに生まれた多才な少年
1858年4月23日、マックス・プランクは法学教授ヴィルヘルム・プランクの息子としてキールに誕生しました。1867年、父がミュンヘン大学に民事訴訟法の講座を得たことを機に、家族はバイエルンの首都ミュンヘンへ移住します。
ミュンヘンのマクシミリアン・ギムナジウムに学んだプランクは、17歳でアビトゥーア(大学入学資格試験)に合格しました。野心的で勤勉、常に優秀な成績を収める学生であり、数学教師の勧めで初めて物理学に情熱を抱くようになります。しかしその才能は物理学だけにとどまりませんでした。絶対音感の持ち主だった彼は音楽にも深い関心を寄せ、聖歌隊で歌い、オルガンを演奏していたのです。
撮影時期は不明ですが、若き日のマックス・プランクを写した一枚です。
音楽か、古典か、物理学か
多くの才能に恵まれた若きプランクにとって、進路の選択は容易ではありませんでした。音楽、古典文献学、物理学の間で思い悩んだ末、1874/75年の冬学期にミュンヘン大学哲学部に入学し、物理学と数学の講義を受講します。在学中はアカデミー合唱協会に加わり、歌唱、作曲、さらには演劇にも出演するなど、実に多彩な学生生活を送りました。
わずか22歳で大学教授資格を取得
1877/78年の冬、プランクはベルリンのフリードリヒ・ヴィルヘルム大学に2学期間在籍し、物理学者ヘルマン・フォン・ヘルムホルツやグスタフ・キルヒホフの講義を受けました。ミュンヘンに戻った後、数学と物理学の教員資格試験に合格し、1879年にはわずか21歳で「熱力学の第二法則について」により博士号を取得します。
さらに翌年には22歳にして大学教授資格(ハビリタツィオン)を取得し、ミュンヘン大学で私講師として教壇に立ちました。しかし当時、彼の研究は専門家の間であまり注目されていませんでした。
画期的な洞察への道
1885年、プランクはキール大学の数理物理学准教授に任命されます。4年後にはキルヒホフの後継者としてベルリン大学へ移りました。ベルリン時代の初期には、理論物理学研究所で音楽理論の問題にも取り組んでいます。彼の講義の聴講者の一人に、後に化学者オットー・ハーンとともに放射能研究を進めることになるリーゼ・マイトナーがいました。
リーゼ・マイトナーの証言
「プランクの講義では、私は最初、ある種の失望感に悩まされました……プランクの講義は、その並外れた明晰さにもかかわらず、どこか非人間的で、ほとんど淡々としたものでした。しかし私はすぐに、第一印象がプランクの真の人格といかにかけ離れていたかを悟りました。……彼には稀有な精神的純粋さと内面的な率直さが備わっており、それはその外見の簡素さとも見事に一致していました。」
――リーゼ・マイトナー「人間としてのマックス・プランク」『自然科学(Naturwissenschaften)』45巻、1958年、406ページ
熱輻射の研究とプランク定数の発見
1894年、プランクは熱輻射の研究に着手し、1899年に自然定数hを発見しました。これは後に「プランク定数」と呼ばれることになります。そして1900年、黒体からの電磁エネルギーの放出を記述する法則、すなわち「プランクの放射法則」を打ち立てました。
新たなエネルギー量――量子論誕生の瞬間
ニールス・ボーアの原子模型は、初めて量子力学の知見を取り入れたモデルでした。
この公式を正当化する過程で、プランクは新たなエネルギー量εを導入せざるを得ませんでした。放射は連続的ではなく、エネルギーの塊、すなわち「量子」として放出される――そう直感したのです。εは量子跳躍の大きさを表す量であり、それまでの古典物理学や哲学において自明の前提とされてきた「自然における過程の連続性」という原理との決別を意味するものでした。
1900年12月14日、プランクはドイツ物理学会の会合で自らの発見を発表します。この日は、量子論の誕生日として歴史に刻まれています。
当初は懐疑的に――そしてノーベル賞へ
この理論は学会で激しい論争を巻き起こしました。しかし、アルベルト・アインシュタインによる更なる解釈やニールス・ボーアの原子模型を経て、プランクの量子論はその後の年月で着実に支持者を広げていきます。
「新しい科学的真理が勝利を収めるのは、通常、反対者が納得して自らの誤りを認めることによってではなく、反対者が次第に死に絶え、成長しつつある世代が最初からその真理に慣れ親しんでいることによるのである。」
――マックス・プランク『科学の自伝』、ライプツィヒ、1948年、22ページ
1919年11月13日、プランクは量子論の創始に対して1918年度のノーベル物理学賞を受賞しました。授賞理由は「量子論によって物理学の発展に果たした功績を称えて」というものでした。
1930年から1937年まで、彼は大学外の科学研究機関を設立・運営していたカイザー・ヴィルヘルム協会の会長を務めました。また1935年には、亡命先で客死したユダヤ人同僚フリッツ・ハーバーのための追悼式を、公的な禁令に反して主催するという勇気ある行動に出ています。
相次ぐ不幸のただ中で
最初の妻マリーの死後、プランクは1911年にマルガレーテ・フォン・ヘースリーンと再婚しました。
私生活において、プランクは当初非常に恵まれていました。1887年にマリー・メルクと結婚し、4人の子どもに恵まれます。一家はベルリンの閑静な郊外住宅地グルネヴァルトで、音楽と社交に彩られた豊かな生活を送っていました。
しかし1909年に妻マリーが死去。続く年月には、最初の結婚による4人の子ども全員が先立たれます。長男はヴェルダン近郊で戦死し、双子の娘たちは1917年と1919年、それぞれ第一子の出産時に世を去りました。7月20日事件に関与した息子エルヴィンは逮捕され、1945年1月に処刑されたのです。これほどの個人的な苦難にもかかわらず、プランクは揺るぎなく研究を続けました。1911年にはマルガレーテ・フォン・ヘースリーンと再婚し、この結婚でもうけた一人の息子が誕生しています。
1946年:マックス・プランク協会の設立
1946年、プランクはロンドンで開催されたニュートン記念祭に王立協会の招待客として参加した、唯一のドイツ人科学者となりました。その国際的名声は揺るぎなく、同年にはゲッティンゲンに移転していたカイザー・ヴィルヘルム協会の暫定会長に再び就任します。そして1946年9月11日、その後継機関として「英国占領地区科学振興マックス・プランク協会」が設立されました。会長にはオットー・ハーンが就任し、プランクは名誉会長となりました。
現在80以上の研究所と多数のノーベル賞受賞者を輩出
以来数十年にわたり、マックス・プランク協会はドイツ基礎研究の最高峰機関として確固たる地位を築き、ドイツ国内のみならず、アメリカ、オランダ、イタリアなど海外にも80以上の研究所を擁しています。シュテファン・ヘル氏をはじめ、協会からはこれまでに18名以上のノーベル賞受賞者が輩出されました。
故郷キールでの顕彰
2008年に発行されたプランクの記念切手。
1947年、プランクは出生地であり、幼少期の一時期を過ごした街キールから名誉市民権を授与されました。彼自身もかつてキール大学で物理学教授として教鞭を執っています。今日、キールにはこの世界的科学者を偲ぶ記念碑が建ち、彼の名を冠したギムナジウムや通りがあり、市庁舎には「マックス・プランク室」が設けられています。
1947年10月4日、マックス・プランクは90歳近くになって間もなく、大きな名誉の中でゲッティンゲンにて逝去しました。
「研究者に問題を提示し、絶え間ない探究へと駆り立て、見出された結果を正しく解釈する目を開くのは、アイデアである。アイデアなしに、研究は目的を見失い、そこに費やされるエネルギーは徒労に終わる。」
――マックス・プランク「科学的思想の起源と影響」、1933年ドイツ技術者協会講演、ベルリン