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Cientistas
de todos os tempos :::
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Max Planck
(1858 - 1947)
Por volta de 1942 Max Planck era um homem
atormentado. Fazia 40 anos que suas descobertas científicas haviam aberto à
física novos horizontes, permitindo um progresso vertiginoso na compreensão
dos fenômenos subatômicos: agora, cientistas alemães, utilizando suas
descobertas, propunham-se a construir o mais temível engenho bélico de todos
os tempos: a bomba atômica.
A Alemanha, porém, não conseguiu levá-la a termo.
Isso foi feito pela América do Norte, que três anos mais tarde explodia o
artefato sobre Hiroxima e Nagasáqui. E Max Planck viveu o bastante para
testemunhar o triste acontecimento.
Uma das grandes conquistas do início do século
XIX foi a "redescoberta" da descontinuidade da matéria. Esta mostrava-se
composta de "unidades", os átomos (ou as moléculas), entre os quais havia o
vácuo. Coube a Planck estender o conceito de descontinuidade também à
energia. Planck postulou que as trocas de energia entre átomos, ou, mais
geralmente, entre corpos, não eram quantidades quaisquer. Parecia existir,
para a energia, uma estrutura granular, pois as trocas faziam-se envolvendo
quantidades bem determinadas.
Isso foi a descoberta do caminho para o interior
do átomo, para o conhecimento de sua estrutura e para a elucidação de
fenômenos até então inexplicados; implicava também a existência, nele, de
propriedades ainda não percebidas.
Contudo, a idéia de descontinuidade da energia
mostrava-se inverossímil; parecia excessivamente transcendente, completamente
desligada da intuição. O próprio criador da idéia mantinha-se céptico a
respeito. Definiu-a à perfeição, dela extraindo todas as conseqüências
possíveis. Mas, apesar de constituir uma hipótese promissora, Planck sempre a
considerou apenas como tal: uma simples hipótese, capaz de explicar parte da
verdade, mas que posteriormente seria substituída por outra. Planck seguia
fielmente o princípio de Leibniz, segundo o qual "Natura non facit saltum" -
a natureza não dá salto. Na época da formulação da hipótese da
descontinuidade da energia, o cientista não sabia ainda ter penetrado em uma
das mais importantes características do universo físico. Sua concepção seria
mais tarde confirmada por estudos profundos sobre os átomos e seus núcleos.
Max Planck nasceu em Kiel, a 23 de abril de 1858,
descendendo de uma família de teólogos e juristas. Com nove anos de idade
seguiu com seu pai, professor de direito, para Munique. Enquanto rapaz, suas
preferências dividiam-se entre a arte e a ciência. No colégio, sua habilidade
com a matemática era tal que, quando o professor dessa cadeira não
comparecia, ele era chamado a substituí-lo. E, dentro da arte, o seu maior
entusiasmo era pela música, à qual se dedicou com grande paixão. Foi regente
da orquestra da Universidade de Munique e também de alguns coros
particulares. Foi compositor, tendo deixado, entre outras obras, uma opereta
de câmara. Embora sua verdadeira vocação fosse a ciência, a música constituiu
um refúgio onde podia esquecer seus problemas, permanecendo até o fim de sua
vida como uma fonte de conforto e satisfação.
Outra das distrações de Max Planck era o
alpinismo, que praticou até idade avançada. Aos 62 anos escalou o Jungfrau,
monte suíço com cerca de 4.000 metros de altura.
Seus estudos superiores na Universidade de
Munique sofreram um hiato de um ano, durante o qual teve oportunidade de
acompanhar na Universidade de Berlim cursos de física ministrados por Von
Helmholtz e Kirchhoff. Nessa época, teve sua atenção vivamente despertada
pelo estudo da termodinâmica. De volta a Munique, prosseguiu suas pesquisas
nesse campo, não conseguindo, porém, grande sucesso. Apesar disso, laureou-se
com uma tese sobre o segundo princípio da termodinâmica.
Na expectativa de conquistar uma cátedra em uma
universidade européia, realizou uma série de conferências sobre o ramo
científico no qual se havia especializado. Contudo, a cátedra, à qual Planck
realmente aspirava, era a de física teórica.
Em 1885, foi nomeado professor de física teórica
da Universidade de Kiel e a partir de então começou a projetar-se no mundo
científico. Entre seus trabalhos dessa época, destaca-se um estudo sobre a
natureza da energia, enviado à Universidade de Göttingen. Dos pesquisadores
que remeteram seus trabalhos, Planck foi o único a ser premiado.
Em 1889 a influente amizade de Von Helmholtz
valeu-lhe a transferência para a Universidade de Berlim, como sucessor de
Kirchhoff. Alguns anos mais tarde, passou a ocupar a cátedra de física
teórica - seu grande sonho. Essa permanência em Berlim deu-lhe a
possibilidade de conviver com pesquisadores famosos, como Reymond, Mommsen,
Nernst, Ostwald, além do grande Helmholtz.
Em fins do século XVIII, uma das dificuldades da
física consistia na interpretação das leis que governam a emissão de radiação
por parte dos corpos negros.
Tais corpos são dotados de alto coeficiente de
absorção de radiações; por isso, parecem negros para a vista humana. Eles
possuem a interessante propriedade de emitirem radiações de diferentes
comprimentos de onda, à medida que muda a temperatura à qual são levados.
Quanto mais alta esta última, mais completa se mostra a gama da radiação
emitida, tendendo para a cor branca; quanto mais baixa a temperatura, mais
deslocado se mostra o espectro da radiação emitida, que tende então para o
vermelho. Sob temperaturas inferiores a certo limite, situado em torno de
5000 C, o corpo negro emite sensivelmente apenas radiações infravermelhas.
Utilizando os preceitos científicos então
existentes, podia-se explicar facilmente que um corpo idealmente negro deve
ser também um perfeito emissor de radiação: com o tempo, o corpo negro
irradia no espaço, sob a forma de radiação térmica, toda a energia que
contém.
Não era, porém, possível explicar a distribuição
da energia pelos vários comprimentos de onda: a emissão de radiação não se dá
em um só comprimento de onda; além disso, o que se desloca com a temperatura
é o comprimento de onda correspondente à máxima emissão de energia.
Segundo as teorias vigentes, um átomo estaria em
condições de emitir ou absorver radiações com continuidade. Essa foi a
primeira dificuldade com a qual Planck deparou quando abordou o problema.
Entretanto, com sua imaginação fecunda, percebeu que era possível interpretar
a curva de distribuição das radiações emitidas pelo corpo negro simplesmente
supondo que cada átomo agia como uma corda vibrante, capaz de emitir, de uma
só vez, sob a forma de um pequeno grupo de ondas, toda a energia nele
contida. Seria como se a corda vibrante, quando excitada, pudesse descarregar
de uma só vez todo o som que é capaz de gerar, ao invés de sofrer uma lenta
atenuação em sua vibração.
Planck, seguindo essa linha de raciocínio, supôs
que o átomo emitisse radiação em "pacotes", que denominou, no singular, de
quantum. Cada um deles conduziria toda a energia de uma excitação atômica. E
mais: todo quantum deveria ser constituído de radiação eletromagnética, com
freqüência que dependia de energia nele contida. A hipótese completava-se com
as considerações de que a freqüência da oscilação eletromagnética seria
proporcional à energia do quantum. Em qualquer quantum do universo, a relação
entre a energia contida e a freqüência da radiação emitida deveria apresentar
um mesmo valor, isto é, deveria ser uma constante universal.
Essa constante foi indicada pela letra h e hoje é
conhecida como constante de, Planck (h = 6,62 x 10-34 J x s).
Em 14 de dezembro de 1900 veio à luz sua teoria
sob a forma de uma comunicação à Sociedade Alemã de Física. Os estudos de
Einstein e Bohr, posteriormente, vieram complementá-la.
Por quarenta anos Planck lecionou na Universidade
de Berlim, da qual foi também reitor, de 1913 a 1915.
Seu pensamento filosófico considerava o
materialismo dialético como premissa fundamental de toda pesquisa científica.
Embora condenando a intromissão de questões religiosas na ciência, admitia
uma função social na religião.
Planck com Einstein
As inúmeras honrarias que recebeu - foi
presidente do Instituto Kaiser Guilherme de Física, membro da Academia de
Ciências, Prêmio Nobel de Física em 1918 e inspirador da Medalha Planck em
1929 - não foram suficientes para confortá-lo das muitas mágoas que o
atingiram. De dois casamentos havia tido cinco filhos. Uma das filhas
casou-se com Max von Laue (Prêmio Nobel por seus estudos sobre raios X), mas
dois filhos tiveram sorte trágica. Um tombou em Verdun, durante a I Guerra
Mundial, e outro foi morto por agentes da Gestapo, em 1944, por haver
participado de um atentado contra a vida de Hitler.
Ao fim da guerra, sua casa em Berlim estava
destruída. E também arrasada estava sua preciosa biblioteca. Max Planck,
fugindo ao palco da tragédia, retirou-se para Göttingen, onde faleceu a 3 de
outubro de 1947. Sua morte passou completamente despercebida no mundo ainda
conturbado pelas conseqüências da guerra recém-finda.
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