מקס פון לאואה

חינוך

מקס לאואה נולד ב-1879 בעיירה פּפאפֶנדורף (Pfaffendorf) (כיום פרבר של קובלנץ במדינת ריינלנד-פפאלץ). אביו, יוליוס לאואה, היה פקיד במנהל הצבאי הקיסרי שקוּדם לעיתים קרובות ונאלץ עקב עבודתו לעבור מדי פעם לעיר אחרת, כך שלאואה בילה את ילדותו ונעוריו בברנדנבורג, אלטונה, פוזן, ברלין ושטרסבורג. בשלוש הערים האחרונות גם למד. לאחר שהשלים את בחינות הבגרות של גרמניה, המכונות "אַבּיטוּר" (Abitur) בשטרסבורג (כיום בצרפת, אז בגרמניה), שירת לאואה בצבא הגרמני שנה אחת במסגרת שירות החובה. לאחר שהשתחרר ב-1899 הוא החל ללמוד מתמטיקה, פיזיקה וכימיה באוניברסיטת שטרסבורג, באוניברסיטת גטינגן ובאוניברסיטת מינכן (הידועה בראשי התיבות LMU של שמה המלא Ludwig-Maximilians-Universität). בגטינגן הוא הושפע במידה רבה מהרצאותיהם של הפיזיקאים וולדמר פויגט (Woldemar Voigt) ומקס אברהם (Max Abraham) והמתמטיקאי דויד הילברט. ב-1902, אחרי סמסטר אחד בלבד במינכן, הוא עבר ללמוד באוניברסיטת פרידריך וילהלמס של ברלין (כיום אוניברסיטת הומבולדט בברלין). שם היה תלמידו של הפיזיקאי הידוע מקס פלאנק. בברלין השתתף לאואה בהרצאותיו של הפיזיקאי אוטו לומר (Otto Lummer) על קרינת חום וספקטרוסקופיה של התאבכות, שאת השפעתן על לאואה ניתן לראות בעבודת המחקר שלו על תופעת ההתאבכות על לוחות מישוריים, שבגינה קיבל דוקטורט ב-1903. בין השנים 1903 ל-1905 שהה לאואה בגטינגן. הוא סיים את עבודת ההביליטציה בהשגחתו של ארנולד זומרפלד (Arnold Sommerfeld) באוניברסיטת מינכן.

קריירה מדעית

ב-1906 התמנה לאואה לפריבט-דוצנט בברלין ואסיסטנט של פלאנק. הוא גם פגש לראשונה את אלברט איינשטיין והם התיידדו. לאואה תרם אחר־כך להתקבלותה והתפתחותה של תורת היחסות של איינשטיין. לאואה המשיך לשמש כאסיסטנט לפלאנק עד 1909. בברלין הוא עבד על יישום האנטרופיה לשדות קרינה ועל החשיבות התרמודינמית של הקוהרנטיות של גלי האור.
מ-1909 ועד 1912 היה לאואה "פּריוַוטדוֹצֶנט" במכון לפיזיקה עיונית בהדרכת ארנולד זומרפלד באוניברסיטת מינכן (LMU) שם לימד אופטיקה, תרמודינמיקה ואת תורת היחסות.

במהלך חופשת חג המולד של 1911 וינואר 1912 היה הפיזיקאי פאול פטר אוואלד בשלבי סיום כתיבת התזה לדוקטורט בהדרכת זומרפלד. היה זה בינואר, במהלך טיול משותף ב"גן האנגלי" (Englischer Garten) שבמינכן, שאוואלד סיפר לפון לאואה על נושא התזה שלו. אורכי הגלים שהטרידו את אוואלד היו בספקטרום של האור הנראה ולכן ארוכים בהרבה מהמרווח שבין המהודים (רזונטור – מכשיר להגברת עוצמת הגל על ידי תהודה) במודל הגביש של אוואלד. לאואה נראה שקוע בהרהורים ותהה מה תהיה התוצאה אם ייעשה שימוש בקרניים אלקטרומגנטיות בעלות אורכי גל קצרים הרבה יותר כפי שהייתה אז ההשערה המקובלת לגבי טיבן של קרני רנטגן. הוא שיער שקרנים כאלו יגרמו במצב זה לתופעה של עקיפה או התאבכות וגבישים יכולים להיות תווך שיגרום לתופעה כזו. העיקרון שעל פיו הציע פון לאואה לקבל את תמונת הגביש הוא על ידי הקרנת הגביש בקרינת רטנגן קוהרנטית, האלקטרונים בגביש מפזרים חלק מהקרינה בהפרשי פאזה קבועים ביחס לקרניים הפוגעות, עוצמת הקרינה המוחזרת תלויה בכיוון הקרן ההתחלתית ובכיוון המדידה, מכאן ניתן להסיק לגבי הכיווניות של קבוצות האטומים בגביש, ובהנחה שמבנה החומר הגבישי הוא מחזורי לאפיין את מבנה החומר הנבדק. לאואה שוחח על הרעיון בזמן שעסק בסקי עם עמיתיו וין (Wien) וזומרפלד, והם העלו התנגדויות. למרות התנגדותו של זומרפלד החלו ולטר פרידריך (Walter Friedrich) שהיה אסיסטנט של זומרפלד ופאול קְניפּינג (Paul Knipping) מה-LMU לערוך ניסויים כשהם מקרינים קרני רנטגן על גבישים של נחושת גופרתית שמאחוריהם הונחו לוחות הצילום. לאחר כמה כישלונות הצליחו השניים להוכיח שהרעיון של לאואה נכון. לאואה עיבד את הניסוח המתמטי של הניסוי וביוני של אותה שנה דיווח זומרפלד לחברה הפיזיקלית (Physikalische Gesellschaft) של גטינגן על התגלית. לתגלית זו היו שתי תוצאות משמעותיות: היא הוכיחה שקרני רנטגן הן אכן קרינה אלקטרומגנטית והיא הראתה דרך חדשה לחקר המבנה האטומי של הגבישים. על תגלית זו קיבל מקס פון לאואה פרס נובל לפיזיקה בשנת 1914. עם זאת, נתקל פון לאואה בבעייתיות בהתאמת התמונות המתקבלות מהחזרת קרני הרנטגן. בעיה זו נפתרה על ידי הצוות ויליאם ולורנס בראג (אב ובנו). על פתרון זה זכו גם הם בפרס נובל לפיזיקה שנה לאחר שלאואה זכה בו.
בנאומו בטקס קבלת פרס נובל התייחס לאואה בהומור לקלות היחסית שבה הגיע אל הרעיון:
אם במעמד זה מבטאים זוכי פרס נובל אחרים את תודתם על הכבוד הגדול שנפל בחלקם באמצעות שחזור ההיסטוריה של תגליתם; הם מסוגלים לדווח כיצד, מההתחלה, הם ראו בחזיונם מטרה גבוהה, ועם זאת בת השגה, וכיצד פעלו ללא לאות להגשמת המטרה בדרכים רבות, שרובן הוכחו שגויות, וכיצד אז, אחרי שנים רבות של מאמץ ממושך, הם השיגו לבסוף את מטרתם; בעיניי הקרדיט המגיע להם גדל ביחס ישיר לרמת הקשיים שעליהם התגברו. בהשוואה, מה שיש לי לומר כאן שונה במידת מה מדוגמאות אלו. אין ספק שגם אני הייתי ער זה זמן רב לבעיה, כלומר יצירת התאבכויות של קרני X, לפני שהתגברנו לבסוף על הקשיים החבויים. אבל מעולם לא האמנתי שיהיה זה מזלי הטוב לתרום בכיוון זה, ומסיבה זו מעולם לא התייחסתי לעניין עד שלפתע קלטתי את הרעיון, שאחר־כך הוכח כדרך הקצרה ביותר להצלחה. מסיבה זו, איני מסוגל לספר בפרוטרוט על עבודת ההכנה שעשיתי בנושא, ולכן אגביל את הערותיי להסבר על הצירוף של הנסיבות המדעיות והאישיות שהובילו לרעיון.
— "בהקשר לגילוי התאבכויות של קרני רנטגן" – נאומו של מקס פון לאואה בטקס קבלת פרס נובל ב-12 בנובמבר 1915
בזמן שהיה במינכן, בין 1910 ל-1911, כתב לאואה את הכרך הראשון של ספרו על תורת היחסות הפרטית.
ב-1912 עבר לאואה ללמד באוניברסיטת ציריך כפרופסור שלא מן המניין לפיזיקה.
ב-1913 הוענק לאביו מעמד אצולה העובר בירושה, ולאואה הפך אז ל"פון לאואה".
מ-1914 ועד 1919 היה פון לאואה פרופסור מן המניין לפיזיקה באוניברסיטת פרנקפורט. כחלק מהמאמץ הגרמני במלחמת העולם הראשונה הוא עסק החל מ-1916 בפיתוח שפופרת הריק באוניברסיטת וירצבורג לשם שימוש בטלפוניה וקשר רדיו צבאיים.
ב-1919 נקרא פון לאואה לכהן כפרופסור מן המניין לפיזיקה עיונית באוניברסיטת הומבולדט בברלין, משרה בה החזיק עד 1943, כאשר הוכרז בהסכמתו כאמריטוס (תוארו של פרופסור שיצא לגמלאות אך עדיין נכלל בסגל האקדמי) שנה לפני גיל הפרישה המחייב. ב-1919, השנה בה החל פון לאואה ללמד בברלין, היו באוניברסיטה כמה מדענים מפורסמים, ביניהם ולטר נרנסט, פריץ האבר וג'יימס פרנק. פון לאואה, כאחד מהמארגנים של הסמינר השבועי לפיזיקה בברלין, נהג לשבת בשורה הראשונה יחד עם נרנסט ואלברט איינשטיין שהגיע מהמכון לפיזיקה על שם הקיסר וילהלם (Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik בראשי תיבות KWIP - כיום מכון מקס פלאנק לפיזיקה) בברלין שהיה מנהלו. בין תלמידיו הידועים של פון לאואה באוניברסיטה היו לאו סילארד, פריץ לונדון, מקס קולר (Max Kohler), וארנה ובר (Erna Weber). ב-1921 הוציא פון לאואה לאור את הכרך השני של ספרו על תורת היחסות הכללית.
כיועץ למכון הפיזיקלי-טכני של הרייך (Physikalisch-Technische Reichsanstalt – כיום המכון הפיזיקלי-טכני הפדרלי), שמקום מושבו היה בשרלוטנבורג בברלין, פגש פון לאואה את ולטר מייסנר שחקר את תחום מוליכות העל. מייסנר גילה ששדה מגנטי חלש מתנוון עד לאפס בתוך על-מוליך, תופעה הידועה כאפקט מייסנר. ב-1932 הראה פון לאואה שסף גודל השדה המגנטי הנדרש על מנת להרוס את מוליכות העל משתנה בהתאם לצורת הגוף. פון לאואה פרסם בסך הכול 12 ספרים על מוליכות על. אחד מהספרים נכתב במשותף עם פריץ לונדון ואחיו היינץ.
האגודה לקידום המדע על שם הקיסר וילהלם (Kaiser-Wilhelm Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften) נוסדה ב-1911. מטרתה הייתה לקדם את המדעים על ידי הקמה ותחזוקה של מכוני מחקר. אחד המכונים היה "המכון לפיזיקה על שם הקיסר וילהלם" שנוסד בפרבר דאלם (Dahlem) שבברלין ב-1914 כשאלברט איינשטיין מונה לנשיא. פון לאואה היה נאמן של המכון מ-1917, וב-1922 מונה לסגן נשיא, ונטל מאיינשטיין את המטלות האדמיניסטרטיביות. איינשטיין היה במסע מחוץ לגרמניה כשאדולף היטלר נבחר לקנצלר בינואר 1933, והוא לא חזר לגרמניה. פון לאואה הפך למנהל בפועל של המכון, משרה בה החזיק עד 1946 או 1948, למעט תקופה מ-1935 עד 1939 כאשר פטר דביי היה מנהל המכון. על מנת להבטיח שהצוות לא ייפגע מהפצצות בעלות הברית עבר המכון ב-1943 לעיירה הכינגן (Hechingen, כיום במדינת באדן-וירטמברג). בהכינגן כתב פון לאואה את ספרו "היסטוריה של הפיזיקה" (Geschichte der Physik), שתורגם אחר כך לשבע שפות נוספות.

ההתנגדות לנאציזם

פון לאואה התנגד לנאציזם באופן כללי ולפיזיקה הגרמנית (Deutsche Physik - תנועה לאומנית של פיזיקאים גרמניים) שלהם בפרט. הנאצים רדפו את הפיזקאים היהודים ופיזיקאים שהיו ממוצא יהודי, בין היתר, פסלו את תורת היחסות של איינשטיין כ"פיזיקה יהודית". פון לאואה עזר בחשאי לעמיתיו המדענים שנרדפו על ידי המדיניות של הנאצים להגר מגרמניה, אבל הוא התנגד לנאצים גם בגלוי. כיושב ראש האגודה הגרמנית לפיזיקה, הוא נשא את נאום הפתיחה בכנס הפיזיקה של 1933. בנאומו הוא השווה את רדיפת תורת היחסות ועבודתו המדעית של איינשטיין שכונתה "פיזיקה יהודית" על ידי חסידי "הפיזיקה הגרמנית" לרדיפות כנגד גלילאו ודיכויים של הרעיונות המדעיים של קופרניקוס על המודל ההליוצנטרי. פון לאואה גם מנע הענקת חברות באקדמיה הפרוסית למדעים (Preußische Akademie der Wissenschaften) ליוהנס שטארק שהיה נאצי. לאחר שפריץ האבר שהיה יהודי מומר אולץ להגר מגרמניה כתוצאה מהחוק לשיקום שירות המדינה המקצועי, ומת כמה חודשים אחר־כך בשווייץ, פרסם פון לאואה מודעת אבל אשר שיבחה את האבר והשוותה את ההגירה הכפויה שלו לגירוש תמיסטוקלס מאתונה. במלואת שנה למותו של האבר ארגנו מקס פלאנק ופון לאואה אזכרה לזכרו בדאלם-ברלין ב-29 בינואר 1935, יום אחד לפני יום השנה השני לעליית הנאצים לשלטון. אף על פי שהשלטון הנאצי אסר על הפרופסורים בשירות הציבורי להשתתף באזכרה, ורבים יוצגו בטקס על ידי נשותיהם, פון לאואה וּוולפגנג הויבנר (Wolfgang Heubner) היו הפרופסורים היחידים שנכחו באירוע. 
הנאום ומודעת האבל של פון לאואה זיכתה את פון לאואה בנזיפות ממשלתיות. בתגובה להפסקת חברותו של שטארק באקדמיה הפרוסית למדעים, פיטר שטארק בדצמבר 1933 את פון לאואה ממשרתו כיועץ למכון הפיזיקלי-טכני של הרייך, משרה שבה החזיק פון לאואה מ-1925.

אחרי מלחמת העולם השנייה

ב-23 באפריל 1945 נכנסו כוחות צרפתיים להכינגן וביום שלמחרת הגיעה נציגות של משימת אלסוס – מבצע שנועד לחקור את המאמץ הגרמני לפיתוח אנרגיה אטומית, להחרים ציוד, ולמנוע שהמדענים הגרמנים יפלו לידי הרוסים. היועץ המדעי למבצע היה הפיזיקאי ההולנדי-אמריקני סמואל חאודסמיט (Samuel Goudsmit), שהופיע בביתו של לאואה כשהוא חבוש בקסדת פלדה. פון לאואה הושם במעצר ונלקח להנגטינגטון, אנגליה ונכלא יחד עם עשרה מבכירי הפיזיקאים הגרמנים, ובתוכם ורנר הייזנברג, בחווילה (Farm Hall) באזור קיימברידג'. הפיזיקאים נעצרו במטרה למנוע מהרוסים לשים עליהם את ידם ובמיוחד למנוע ממידע על פרויקט הגרעין לדלוף עד תום המלחמה נגד יפן. הפיזיקאים זכו ליחס טוב שכלל מגרשי טניס ופסנתר, ומתקני ציתות עקבו אחרי השיחות ביניהם.
פון לאואה היווה דוגמה לשאר העצורים כי ניתן היה לשרוד תחת המשטר הנאצי מבלי להתפשר. עובדה זו גרמה לניכור בינו לבינם. בזמן שהיה עצור באנגליה כתב פון לאואה מאמר על בליעה חלשה של קרני רנטגן בתנאי התאבכות, והוא הודפס ב-1948 ב"אקטה קריסטלוגרפיקה" (ביטאונו של האיגוד הבינלאומי לקריסטלוגרפיה אותו ערך מיודעו של פון לאואה, פאול פטר אוואלד). ב-2 באוקטובר 1945 נלקחו שלושה עצורים, פון לאואה, אוטו האן (Otto Hahn) וורנר הייזנברג להיפגש עם הנרי הלט דייל (Henry Hallett Dale), נשיא החברה המלכותית. במפגש זה הוזמן פון לאואה להשתתף בכינוס של החברה המלכותית לזכרו של וילהלם רנטגן, מגלה קרני רנטגן שיועד להתקיים ב-9 בנובמבר 1945, אך הרשויות הצבאיות שהיו אחראיות למעצרו של פון לאואה לא הסכימו להרשות לו להשתתף.
פון לאואה חזר לגרמניה בתחילת 1946. הוא חזר להיות המנהל בפועל של המכון לפיזיקה על שם הקיסר וילהלם שהועבר מברלין לגטינגן. באותה שנה הוחלט לשנות את שם המוסד למכון מקס פלאנק לפיזיקה (Max-Planck Institut für Physik). פון לאואה הצטרף כפרופסור אורח לאוניברסיטת גטינגן. בנוסף לחובותיו כמורה וכמנהל, עסק פון לאואה בכתיבת הספר "תאוריה של מוליכות העל" (Theorie der Supraleitung), ערך מחדש את ספרו על עקיפה באמצעות אלקטרונים "Materiewellen und ihre Interferenzen", והכרך הראשון מבין שניים על יחסות. ביולי 1946, ארבעה חודשים בלבד לאחר ששוחרר ממעצרו באנגליה, חזר פון לאואה אליה על מנת להשתתף בכנס הבינלאומי על קריסטלוגרפיה שבו הוחלט על הקמת האיגוד הבינלאומי לקריסטלוגרפיה. הזמנה זו הייתה אות כבוד לפון לאואה בהיותו הגרמני היחיד שהוזמן.
לאחר המלחמה הייתה עבודה רבה בקימומו ובארגונו מחדש של המחקר המדעי הגרמני. פון לאואה השתתף במאמץ זה במספר תפקידי מפתח. ב-1946 יזם פון לאואה את הקמת חברת הפיזיקה הגרמנית (Deutsche Physikalische Gesellschaft) באזור הכיבוש הבריטי בלבד, משום שהמועצה לפיקוח של בנות הברית (Allied Control Council המוסד השלטוני של כוחות הכיבוש) לא התירה בתחילה לארגונים לפעול מעבר לגבולות אזורי הכיבוש. במהלך המלחמה פוזר המכון הפיזיקלי-טכני של הרייך. פון לאואה פעל בין השנים 1946 ל-1948 לאיחוד המכון מחדש לרוחב שלושה אזורי כיבוש והקמתו במבנים חדשים בבראונשוויג. באותה הזדמנות גם שונה שם המכון למכון הפדרלי הפיזיקלי-טכני (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), אבל ניהול המכון בידי גרמניה בפועל נדחה עד הקמת הרפובליקה של מערב גרמניה ב-23 במאי 1949. סביב שנת 1948 התבקש פון לאואה על ידי נשיא החברה הפיזיקלית האמריקנית (American Physical Society) לדווח על מצב הפיזיקה בגרמניה. הדו"ח של פון לאואה התפרסם ב"כתב-העת האמריקני לפיזיקה" (American Journal of Physics) ב-1949. ב-1950 השתתף פון לאואה בהקמת "Verband Deutscher Physikalischer Gesellschaften" (איגוד החברות הגרמניות לפיזיקה), שבעבר היו מסונפים ל"חברה הפיזיקלית של צפון מערב גרמניה" (Nordwestdeutsche Physikalische Gesellschaft).
באפריל 1951 התמנה פון לאואה למנהל "מכון מקס פלאנק לכימיה פיזיקלית ואלקטרוכימיה" (Max-Planck Institut für physikalische Chemie und Elektrochemie). ב-1953 שינה המכון את שמו על פי בקשתו של פון לאואה ל"מכון פריץ האבר לכימיה פיזיקלית ואלקטרוכימיה של חברת מקס פלאנק (Fritz Haber Institut für physikalische Chemi und Elektrochemie der Max-Planck Gesellschaft). פון לאואה נשא במשרת מנהל המכון עד פרישתו ב-1958, אבל המשיך לעסוק במחקר באופן פעיל. שנה אחר-כך נערכה לכבוד יום הולדתו ה-80 חגיגה בברלין-דאלם. בערוב ימיו סבל פון לאואה מהתקפי דיכאון וחש כאילו עמיתיו המדענים והשלטונות הצבאים רודפים אותו, אך תמיד הצליח להתגבר בהצלחה על התקפים אלו ורכש מחדש את חוש ההומור ושמחת החיים שאפיינו אותו.
ב-8 באפריל 1960, כשפון לאואה בן ה-80 נהג ברכבו בדרכו למעבדתו שבברלין, התנגש בו אופנוען שקיבל רישיון נהיגה יומיים בלבד קודם לכן. האופנוען נהרג במקום ומכוניתו של פון לאואה התהפכה. פון לאואה נפצע בהתהפכות ו-16 יום אחר כך ב-24 באפריל מת מחמת הפציעות.

חייו האישיים

ב-1910, כשלאואה היה "פּריוַוטדוֹצֶנט" במכון לפיזיקה עיונית שבאוניברסיטת מינכן (LMU), הוא נשא לאישה את מגדלנה דגן (Magdalene Degen), שהייתה צעירה ממנו ב-12 שנים. לזוג נולדו שני ילדים.
בזמן חופשותיו מהאקדמיה אהב פון לאואה לשוט, לרכוב על אופניים, ולגלוש בסקי. לאואה אהב לטייל בהרים עם חבריו מהאקדמיה, אומנם לא היה מטפס הרים, אבל הוא נהנה לתור את הקרחונים בהרי האלפים. פון לאואה גם אהב את הספורט המוטורי, הוא היה נוהג להגיע להרצאות תחילה כאופנוען ואחר־כך במכונית, כשהוא נוסע במהירות גבוהה במיוחד, אבל עד ההתנגשות שקיפחה את חייו לא היה מעורב מעולם בתאונות. הוא לא עסק ישירות באמנות, אך התעניין בתחומי אמנות שונים בייחוד במוזיקה קלאסית. פון לאואה היה אדם דתי מאוד. הוא ביקש שעל המצבה שתונח על קיברו תהיה ההצהרה כי מת כשהוא בוטח לחלוטין ברחמי האל.