Max Karl Ernst Ludwig Planck est né le 23 avril 1858 à Kiel en Allemagne. Son arrière-grand-père et grand-père paternel étaient professeur de théologie et son père Willem est professeur de droit. Il fait ses études secondaires à Munich. Il hésite à ce moment-là entre l’étude de la science ou de la musique. En 1874, il fait ses études de mathématique et de physique à l’université de Munich, ou il obtient son baccalauréat à l’âge de dix-sept ans. En 1877 il part pour l’université de Berlin pour poursuivre ses études de physique sous la direction d’Hermann von Helmholtz et Gustav Kirchhof comme professeur.
Dans l’année 1879 il présente sa thèse de doctorat sur la seconde loi de la thermodynamique et la notion d’entropie. Il réussit malgré ses professeurs qui ne sont pas convaincus du bien-fondé de sa thèse. Il est donc habilité à enseigner à Munich de 1880 à 1885. Ensuite il obtient un poste de professeur de physique théorique, discipline peu connu et à la mode à l’époque, à l’université de Kiel où il demeurera jusqu’à la mort de Gustav Kirchhof en 1889. Il succédera à celui-ci sous la recommandation de Helmhotz en tant que professeur adjoint, puis comme titulaire en 1892, poste qu’il conservera près de quarante ans jusqu’en 1926.
Ses premiers travaux se feront sur la thermodynamique, intérêt qu’il avait développé avec Kirchhof, qu’il admirait et de ses lectures des publications de R. Clausius. Il étudiera aussi l’électromagnétisme et la physique statistique. Celui-ci rejette au départ le modèle atomiste de la matière de Maxwell et Boltzmann. Selon lui le modèle atomiste s’effondrera de lui-même en faveur du modèle de la matière continue. Mais à partir des années 1890 il se ralliera à cette hypothèse devant l’évidence des preuves appuyant cette hypothèse.
Il continuera ses travaux sur les théories de la chaleur et découvre un après l’autre les mêmes formules thermodynamique que l’américain Josiah Willard Gibbs à obtenues auparavant et qui sont demeurées confidentielles. À cette époque le rayonnement du corps noir est l’un des problèmes fondamentaux à résoudre selon Lord Kelvin. Plusieurs scientifiques de l’époque s’attaquent à se problèmes dont Ludwig Boltzmann et Lord Rayleigh.
1894 voit Planck s’intéresser au problème du rayonnement du corps noir alors qu’il travaille à formuler avec exactitude le second principe de la thermodynamique. Il applique les méthodes statistiques de Boltzmann.
Plus tard, en 1899, il introduit la constante de Planck, celle de Boltzmann et la notion de quanta. Lors d’une publication en 1900 il a déduit la relation entre l’énergie et la fréquence de radiation. Il annonce alors sa dérivation de cette relation qui est basé sur l’idée révolutionnaire que l’énergie émise par un résonateur ne peut que prendre des valeurs discrètes ou quanta. C’est-à-dire que l’énergie d’un résonateur de fréquence v est hv où h est une constante universelle appelé maintenant la constante de Planck.
Cette découverte découle de sa tentative de corriger la loi de Rayleigh-Jeans qui souffre de la catastrophe ultraviolette qui suggère que la thermodynamique est fausse. C’est donc en essayant de produire une théorie fondamentale remplaçant la thermodynamique qu’il parvient à cette découverte.
L’importance de cette découverte, avec ses effets profonds sur la physique classique, n’est pas bien appréciée au départ. C’est la naissance de la théorie des quantas. Par contre ce n’est pas lui qui saura approfondir cette nouvelle théorie, mais Albert Einstein l’étayera solidement pas la suite. L’équation résultant de cette découverte est E=hv, qui sera le point de départ de l’édifice de la physique quantique. Planck avait du mal à accepter sa propre hypothèse qui rendait la matière discontinue.
Il faudra attendre jusqu’en 1927 avec le principe d’incertitude d’Heisenberg qui fera apparaitre la constante de Planck comme l’expression quantitative d’une limite fondamentale aux variables qui définissent l’état d’un système en physique classique.
Ce sont évidemment ces travaux qui mettent Einstein sur la piste de sa théorie de la relativité restreinte et de sa formule E=mc2.
Les travaux de Niels Bohr (Création du modèle atomique), de Louis de Broglie (Mécanique ondulatoire), conduisent les physiciens à constater que les rayonnements électromagnétiques et les orbites autour du noyau d’un atome sont quantifiés comme les éléments d’énergie de Planck.
Planck lui-même ne proposa pas l’idée de quantification, cette idée fut développée par d’autres, dont Einstein qui proposa un modèle et une équation qui admet que la lumière est émise et absorbée par paquets ou photons. Ainsi est introduite la nature corpusculaire de la lumière.
Il reçut le prix Nobel de physique en 1918, prix qui lui fut remis seulement en 1919 à cause de la fin de la seconde guerre mondiale.
En 1921 il reçoit la médaille de Liebig, puis en 1927 la médaille Franklin pour sa notion de paquets d’énergie ou quantum d’énergie et la médaille Copley en 1929. Le même année il reçoit conjointement avec Albert Einstein, la médaille Max Planck qui fut créer en son honneur.
En 1930 il est nommé président de la société KWG (Kaiser Wilhelm Gesellschaft) qui deviendra après la Seconde guerre mondiale la société Max Planck, l’une des plus grandes institutions de la recherche allemande de laquelle découlera plus de 80 instituts portant son nom.
Pendant la Seconde guerre mondiale et avant, il fut un ardent défenseur des scientifiques d’origine juives, allant à l’encontre du gouvernement nazi de l’époque.
Vers la fin de sa vie, en 1944, il dira pendant une conférence sur « La Nature de la Matière », donnée à Florence en Italie :
« Pour moi qui ai consacré toute ma vie à la science la plus rigoureuse, l’étude de la matière, voilà tout ce que je puis vous dire des résultats de mes recherches : il n’existe pas, à proprement parler, de matière ! Toute matière tire son origine et n’existe qu’en vertu d’une force qui fait vibrer les particules de l’atome et tient ce minuscule système solaire qu’est l’atome en un seul morceau […] Nous devons supposer, derrière cette force, l’existence d’un Esprit conscient et intelligent. Cet Esprit est la matrice de toute matière[]. »
Voilà une excellente conclusion pour l’homme par qui la science de la physique fut bouleversée à jamais, apposant une pierre angulaire de l’édifice qu’est aujourd’hui la physique quantique et tout ce qu’elle nous a révélée jusqu’à maintenant sur l’origine de la matière et même de l’univers.
Max Planck s’éteint le 4 octobre 1947 à Göttingen.