Այս հոդվածը բացատրում է, թե որն է Պլանկի վարկածը, ով է ստեղծել այն և որքան կարևոր է այն դարձել ժամանակակից գիտության զարգացման համար: Ցույց է տրվում նաև քվանտացման գաղափարի նշանակությունը ողջ միկրոաշխարհի համար։
Սմարթֆոն և քվանտային ֆիզիկա
Մեզ շրջապատող ժամանակակից աշխարհը տեխնոլոգիայով շատ տարբեր է այն ամենից, ինչ ծանոթ էր հարյուր տարի առաջ: Այս ամենը հնարավոր դարձավ միայն այն պատճառով, որ քսաներորդ դարի լուսաբացին գիտնականները հաղթահարեցին պատնեշը և վերջապես հասկացան, որ ամենափոքր մասշտաբով նյութը շարունակական չէ: Եվ այս դարաշրջանը բացեց իր ենթադրությամբ մի հրաշալի մարդ՝ Մաքս Պլանկը։
Պլանկի կենսագրությունը
Նրա անունով են կոչվում ֆիզիկական հաստատուններից մեկը, քվանտային հավասարումը, գիտական համայնքը Գերմանիայում, աստերոիդը, խառնարանը Լուսնի վրա, տիեզերական աստղադիտակը։ Նրա պատկերը դաջված էր մետաղադրամների վրա, տպագրվել նամականիշերի ու թղթադրամների վրա։ Ինչպիսի՞ մարդ էր Մաքս Պլանկը: Նա ծնվել է տասնիններորդ դարի կեսերին գերմանական ազնվական համեստ ընտանիքում։ Նրա նախնիների մեջ կային շատ լավ իրավաբաններ և եկեղեցու սպասավորներ: Մ. Պլանկը լավ կրթություն է ստացել, սակայն գործընկեր ֆիզիկոսները նրան կատակով անվանել են «ինքնուսույց»։ Գիտնականն իր հիմնական գիտելիքները ստացել էգրքեր։
Պլանկի վարկածը ծնվել է այն ենթադրությունից, որը նա արել է տեսականորեն: Իր գիտական գործունեության ընթացքում նա հավատարիմ է եղել «գիտությունն առաջին տեղում է» սկզբունքին։ Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ Պլանկը փորձում էր կապեր պահպանել Գերմանիայի դեմ հանդես եկող երկրների օտարերկրյա գործընկերների հետ։ Նացիստների ժամանումը նրան գտավ մեծ գիտական համայնքի տնօրենի պաշտոնում, և գիտնականը ձգտում էր պաշտպանել իր աշխատակիցներին, օգնեց ռեժիմից փախածներին գնալ արտերկիր: Այսպիսով, Պլանկի վարկածը միակ բանը չէր, որի համար նրան հարգում էին։ Սակայն նա երբեք բացահայտորեն չի արտահայտվել Հիտլերի դեմ՝ ըստ երեւույթին գիտակցելով, որ ոչ միայն ինքն իրեն կվնասի, այլեւ չի կարողանա օգնել նրանց, ովքեր դրա կարիքն ունեն։ Ցավոք, շատ ֆիզիկոսներ չընդունեցին Մ. Պլանկի այս դիրքորոշումը և դադարեցրին նրա հետ նամակագրությունը։ Նա հինգ երեխա ուներ, և հորից փրկվեց միայն կրտսերը։ Ավագ որդուն տարել է Առաջինը, միջինը՝ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմը։ Երկու դուստրերն էլ չեն ողջ մնացել ծննդաբերությունից։ Միևնույն ժամանակ, ժամանակակիցները նշում էին, որ միայն տանը Պլանկն էր ինքն իրեն։
Քվանտների աղբյուրներ
Դպրոցից գիտնականին հետաքրքրում էր թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը։ Այն ասում է՝ ցանկացած գործընթաց ընթանում է միայն քաոսի աճով և էներգիայի կամ զանգվածի կորստով։ Նա առաջինն էր, ով այն ձևակերպեց այսպես՝ էնտրոպիայի առումով, որը կարող է աճել միայն թերմոդինամիկական համակարգում։ Հետագայում հենց այս աշխատանքն է հանգեցրել Պլանկի հայտնի ենթադրության ձևակերպմանը։ Նա նաև նրանցից էր, ով ներմուծեց մաթեմատիկայի և ֆիզիկայի տարանջատման ավանդույթը՝ գործնականում ստեղծելով վերջինիս տեսական բաժինը։ Նրա առաջբոլոր բնական գիտությունները խառնված էին, և փորձեր էին իրականացվում լաբորատորիաներում գտնվող անհատների կողմից, որոնք գրեթե չէին տարբերվում ալքիմիականներից:
Քանակական վարկած
Ուսումնասիրելով էլեկտրամագնիսական ալիքների էնտրոպիան տատանիչների առումով և հենվելով փորձարարական տվյալների վրա, որոնք ստացվել էին երկու օր առաջ՝ 1900 թվականի հոկտեմբերի 19-ին, Պլանքը այլ գիտնականների ներկայացրեց մի բանաձև, որը հետագայում կոչվելու էր իր անունով: Այն կապում էր էներգիան, ալիքի երկարությունը և ճառագայթման ջերմաստիճանը (միանգամայն սև մարմնի սահմանափակման դեպքում): Հաջորդ գիշերվա ընթացքում նրա գործընկերները Ռուբենսի ղեկավարությամբ փորձարկումներ էին կազմակերպում՝ հաստատելու այս տեսությունը։ Եվ նա ճիշտ էր։ Այնուամենայնիվ, այս բանաձևից բխող վարկածը տեսականորեն հիմնավորելու և միևնույն ժամանակ խուսափելու մաթեմատիկական դժվարություններից, ինչպիսիք են անվերջությունները, Պլանկը պետք է ընդուներ, որ էներգիան արտանետվում է ոչ թե շարունակական հոսքով, ինչպես նախկինում կարծում էին, այլ առանձին մասերում (E.=hν). Այս մոտեցումը ոչնչացրեց ամուր մարմնի մասին գոյություն ունեցող բոլոր պատկերացումները: Պլանկի քվանտային հիպոթեզը հեղափոխություն արեց ֆիզիկայում:
Քվանտացման հետևանքները
Սկզբում գիտնականը չէր գիտակցում իր հայտնագործության կարևորությունը։ Որոշ ժամանակ նրա ստացած բանաձեւը օգտագործվել է միայն որպես հաշվարկման համար մաթեմատիկական գործողությունների թիվը նվազեցնելու հարմար միջոց։ Միևնույն ժամանակ և՛ Պլանքը, և՛ մյուս գիտնականները օգտագործում էին Մաքսվելի շարունակական հավասարումները։ Միակ ամոթալի բանը հաստատուն h-ն էր, որին ֆիզիկական իմաստ տալ չէր կարելի։ Միայն ավելի ուշԱլբերտ Էյնշտեյնը և Փոլ Էրենֆեստը, հասկանալով ռադիոակտիվության նոր երևույթները և փորձելով գտնել օպտիկական սպեկտրների մաթեմատիկական հիմնավորումը, հասկացան Պլանկի վարկածի կարևորությունը: Նրանք ասում են, որ զեկույցը, որում առաջին անգամ ներկայացվել է էներգիայի քվանտավորման բանաձևը, բացել է նոր ֆիզիկայի դարաշրջանը։ Էյնշտեյնը հավանաբար առաջինն էր, ով ճանաչեց դրա սկիզբը: Այսպիսով, սա նույնպես նրա արժանիքն է։
Ինչ է քվանտացված
Բոլոր դրույթները, որոնք կարող են ընդունել ցանկացած տարրական մասնիկ, դիսկրետ են: Էլեկտրոնը թակարդում կարող է լինել միայն որոշակի մակարդակներում: Ատոմի գրգռումը, ինչպես նաև հակառակ պրոցեսը` արտանետումը, տեղի է ունենում նաև թռիչքների ժամանակ։ Ցանկացած էլեկտրամագնիսական փոխազդեցություն համապատասխան էներգիայի քվանտների փոխանակում է։ Մարդկությունը զսպեց ատոմի էներգիան միայն էներգիայի մակարդակների դիսկրետության ըմբռնման շնորհիվ: Հուսով ենք, որ այժմ ընթերցողների մոտ հարց չի առաջանա, թե որն է Պլանկի վարկածը և որն է դրա ազդեցությունը ժամանակակից աշխարհի, հետևաբար նաև մարդկանցից յուրաքանչյուրի վրա։
