Электронная книга: Вернер Гейзенберг «У истоков квантовой теории (сборник)»

Вернер Гейзенберг

Вернер Гейзенберг — Сольвеевский конгресс

Вернер Карл Гейзенберг (нем. Werner Heisenberg; 5 декабря 1901, Вюрцбург — 1 февраля 1976, Мюнхен) — немецкий физик, создатель «матричной квантовой механики Гейзенберга», лауреат Нобелевской премии по физике (1932). Умер от рака.

Краткая биография

Гейзенберг, 1927 года.

Вернер Гейзенберг родился в 1901 г. в Вюрцбурге в семье профессора византийской истории Августа Гейзенберга. В юности Вернер Гейзенберг был новым скаутом . Изучал физику в Мюнхене под руководством А. Зоммерфельда. Окончил университет за минимальное разрешённое время — три года. Защитил диссертацию по теме «О стабильности и турбулентности потоков жидкости». В 1924 году — ассистент Макса Борна в Гёттингене. Работал с Нильсом Бором в Копенгагене. В последующие годы основал, совместно с Максом Борном и Паскуалем Йорданом, квантовую механику. В 1927 г., в 26 лет, стал профессором в Лейпцигском университете. В 1932 г. получил нобелевскую премию по физике. С 1942 по 1945 гг. руководил институтом физики общества Кайзера Вильгельма в Далеме и преподавал в качестве профессора в Берлинском университете, где участвовал в урановом проекте армейского оружейного ведомства 3-го рейха. С 1945 по 1946 непродолжительное интернирование в Англии, после чего становится директором института физики общества Макса Планка в Мюнхене.

Женился в 1936 г. на Елизавете Шумахер. Семь детей, один из которых, Мартин Гейзенберг, стал профессором генетики.

Научные достижения

Гейзенберг был одним из тех учёных, работы которых сформировали облик физики XX-го столетия. Своим определением измеряемых величин как некоммутирующих операторов он произвёл окончательный перелом в классической физике и положил основу непротиворечивой формулировке квантовой механики. Кроме того, Гейзенберг внёс вклад в ядерную физику (ввёл понятие изоспина) и в физику элементарных частиц. Автор работ по структуре атомного ядра, в которых раскрыт обменный характер взаимодействия нуклонов в ядре, а также работ по релятивистской квантовой механике и единой теории поля — нелинейной теории, ставящей задачей дать единую теорию поля всех существующих физических полей.

В 1925 Г. совместно с Н. Бором разработал матричную механику — первый вариант квантовой механики, давший возможность вычислить интенсивность спектральных линий, испускаемых простейшей квантовой системой — линейным осциллятором. Произвёл квантовомеханический расчёт атома гелия, показав возможность его существования в двух различных состояниях.

В 1927 сформулировал соотношение неопределённостей, выражающее связь между импульсом и координатой микрочастицы, обусловленную её корпускулярно-волновой природой. За достижения в квантовой механике, а именно за количественное объяснение спектра водорода, он получил в 1932 г. нобелевскую премию по физике. В 1933 г. ему присуждена медаль имени Макса Планка.

После начала второй мировой войны он, как и другие физики (напр. Отто Ганн и Карл Вайцзеккер), был призван в армейское оружейное ведомство 3-го рейха. Задачей, в рамках уранового проекта, было поставлено: найти возможность военного применения деления ядра. Но Гейзенберг осознавал, что создать атомную бомбу во время войны не удастся, хотя бы из-за того, что это потребует гигантских денежных затрат, которые Германия во время войны просто напросто не сможет себе позволить, разработка ядерных реакторов потребует на порядки меньше денежных средств и это не связано с оружием массового поражения, поэтому группа ученых во главе с Гейзенбергом и стали заниматься этой проблемой. Существует ошибочное мнение, что Гейзенберг разрабатывал атомную бомбу и поэтому остался в Германии во время войны.

Во времена нацизма Гейзенберг вступил в конфликт с «арийскими физиками», прежде всего с И. Штарком. Они («арийские физики») подвергали нападкам его теории под предлогом того, что они являются теоретическим формализмом и «духом от духа Эйнштейна». И. Штарк опубликовал в 1937 г. в газете СС «Чёрный корпус» статью «Белые евреи в науке», в которой нападал на Гейзенберга.

В сентябре 1941 года Гейзенберг приезжает в оккупированный нацистами Копенгаген. Гейзенберг возглавлял в то время ядерную программу Германии. В датской столице Гейзенберг встречается со старым другом и учителем Бором. Ученые встречались с глазу на глаз, и ничего достоверно не известно о содержании их беседы. После этой встречи от былой дружбы между Бором и Гейзенбергом не осталось и следа. По мотивам этого разговора М. Фрэйн написал в 1998 г. пьесу «Копенгаген», в которой различные размышления о содержании разговора произносятся и анализируются с точки зрения его участников (Гейзенберга, Бора и жены Бора).

После смерти в 1962 году Нильса Бора его близкие дали обещание не опубликовывать его личный архив в течение 50 лет, то есть до 2012 года Но под давлением известных физиков документы были представлены на 10 лет раньше — в 2002 году. Они выложены на сайте: Архив Нильса Бора в трех видах: факсимиле, текст в печатном виде (на датском), перевод на английский.

Гейзенберг и многие его коллеги были арестованы после войны и провели несколько месяцев в плену в Англии.

Позже он стал директором общества Макса Планка по физике и был очень активен как советник по научной политике правительства ФРГ.

Гейзенберг был членом Саксонской академии наук в Лейпциге.

Лев Ландау считал Гейзенберга первым физиком-теоретиком мира. (Поправка между строк. Кажется, Ландау считал первым физиком-теоретиком Эйнштейна.)

В апреле 1957 г. Гейзенберг вместе с 17 ядерными физиками Германии выступил против вооружения ядерным оружием армии Германии (см. Гёттингенские восемнадцать).

Среди его трудов не по специальности особенно заметна его автобиография — «Часть и целое. Беседы вокруг атомной физики.» 1969 г. С расстояния почти в 40 лет показывает Гейзенберг, как в результате общения с друзьями учёными (Зоммерфельд, Бор, Паули и мн. др.) возникал его вклад в квантовую механику.

Среди знаменитых учеников Гейзенберга есть физик и философ К. Вайцзеккер, «отец водородной бомбы» Э. Теллер, будущий лауреат нобелевской премии Ф. Блох и химик Ф. Гунд.

Знаменитые высказывания

• Первый глоток из стакана естествознания делает атеистом, но на дне стакана ожидает Бог.
• Только немногие знают, как много надо знать, чтобы понять, как мало знаешь.
• Физика рождается в общении.
• Сложнее всего говорить обычным языком о квантовой теории. Непонятно, какие слова нужно употреблять вместо соответствующих математических символов. Ясно только одно: понятия обычного языка не подходят для описания строения атома.
• Красота природы отражается в красоте наук о природе.

Сочинения

• Физические принципы квантовой теории. М.-Л., 1932.
• Физика атомного ядра. М.-Л., 1947.
• Теория атомного ядра. М., 1953.
• Философские проблемы современной атомной физики. М., 1953.
• Введение в единую полевую теорию элементарных частиц. М., 1968.
• Шаги за горизонт. М.: Прогресс, 1987.
• Физика и философия. Часть и целое. М.: Наука, 1990.

Ссылки

• На Викискладе есть медиафайлы по теме Вернер Карл Гейзенберг

• Гейзенберг, Вернер Карл в библиотеке Максима Мошкова
• Гейзенберг В. — Физика и философия (конспект)

Источник: Вернер Гейзенберг