Werner Heisenberg

Werner Heisenberg 1933
Podpis Wernera Heisenberga

Werner Karl Heisenberg (ur . 5 grudnia 1901 w Würzburgu , † 1 lutego 1976 w Monachium ) był fizykiem niemieckim .

Heisenberg dał pierwsze matematyczne sformułowanie mechaniki kwantowej w 1925 roku . W 1927 r. sformułował zasadę nieoznaczoności Heisenberga , która spełnia jedną z podstawowych zasad mechaniki kwantowej – mianowicie, że pewne pomiary cząstki, takie jak jej położenie i puls, nie są jednocześnie określane tak dokładnie, jak jest to pożądane. W 1932 otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za stworzenie mechaniki kwantowej .

Uważany jest za jednego z najważniejszych fizyków XX wieku.

Heisenberg był zaangażowany w projekt uranu , który miał posłużyć do budowy niemieckiej bomby atomowej. Zajmował się również obszernie filozoficznymi implikacjami mechaniki kwantowej.

Życie

Werner Heisenberg urodził się w rodzinie uczonych. Jego ojcem był bizantynista August Heisenberg , matka Annie była córką filologa klasycznego i rektora gimnazjum Maksymiliana w Monachium , Nikolausa Weckleina . Jego starszy brat Erwin (1900-1965) studiował w Berlinie i został chemikiem przemysłowym w Bitterfeld. Werner Heisenberg był nowym harcerzem . Uczęszczał do gimnazjum Maksymilianów w Monachium, którym do 1913 r. kierował jego dziadek.

Właściwie chciał studiować matematykę i już przed rozpoczęciem studiów uczęszczał na kursy na Uniwersytecie Monachijskim , w tym na metody matematyczne w powstającej wówczas fizyce współczesnej . Chciał pominąć matematykę na studiach licencjackich. W tym celu rozmawiał ze znanym profesorem matematyki Ferdinandem von Lindemannem , który jednak był niezwykle krytyczny wobec zastosowania matematyki w fizyce. W swojej autobiografii „Część i całość” Heisenberg określił to spotkanie jako katastrofę: po tym, jak mały piesek Lindemanna wrzasnął na niego ze złością, gdy wchodził, niedosłyszący profesor zapytał o lekturę Heisenberga. Kiedy usłyszał o Raum, Zeit, Materie Hermanna Weyla (książce o ogólnej teorii względności ), zakończył rozmowę szorstką uwagą: „W takim razie i tak jesteś już rozpieszczany matematyką”.

Habilitacja Heisenberga w 1924 r. Zdjęcie Friedricha Hunda .

Ukończył studia fizyczne w Monachium pod kierunkiem Arnolda Sommerfelda z minimalnym okresem trzech lat. Pod Sommerfeldem pracował nad trudnym tematem w starszej teorii kwantowej, anomalnym efektem Zeemana. W czerwcu 1922 Sommerfeld zabrał go na wykłady Nielsa Bohra w Getyndze (Bohrfestspiele) . Otrzymał doktorat w 1923 roku na temat stabilności i turbulencji przepływów płynów w Sommerfeld. Z powodu niedostatecznej znajomości fizyki eksperymentalnej zdał ustny egzamin doktorski dopiero dzięki energicznej interwencji Sommerfelda, fizyk eksperymentalny Wilhelm Wien chciał go oblać (z tego powodu otrzymał tylko trzeci najwyższy stopień cum laude z czterech możliwych stopni w egzaminu doktorskiego), po Wiedniu był już niezadowolony podczas stażu z fizyki doświadczalnej. Jednym z pytań testowych, na którym nie udało mu się w tamtym czasie, była rozdzielczość mikroskopu i innych przyrządów optycznych (omawiana szczegółowo przez Wiedeń w swoich wykładach), którą Heisenberg użył później jako przykładu swojej relacji niepewności. Heisenberg został asystentem Maxa Borna w Getyndze w 1924 i pracował wiosną (marzec/kwiecień) i jesienią 1924 (wrzesień 1924 do początku kwietnia 1925) i ponownie jesienią 1925 w instytucie Nielsa Bohra w Kopenhadze , który był wówczas międzynarodowym miejsce spotkań Fizyków zajmujących się teorią kwantową. W lipcu 1924 habilitował się w Getyndze. W następnych latach założył teoretyczną mechanikę kwantową u Maxa Borna i Pascuala Jordana .

Friedrich Hund, Werner Heisenberg i Max Urodzeni z okazji 70. urodzin Hunda w Getyndze w 1966 r.

W wieku zaledwie 25 lat Heisenberg został mianowany profesorem na Uniwersytecie w Lipsku w 1927 roku , który wraz z Friedrichem Hundem stworzyli centrum fizyki teoretycznej, zwłaszcza fizyki jądrowej; W 1932 otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki . Seminarium „Heisenberg z psem” zyskało międzynarodowe uznanie i przyciągnęło studentów z wielu krajów. Hund przyjaźnił się z Heisenbergiem i, podobnie jak inni czołowi niemieccy fizycy, bronił go przed groźną kampanią wywołaną przez Johannesa Starka , która była również skierowana przeciwko współczesnej fizyce teoretycznej. Heisenberg był ojcem chrzestnym najmłodszego syna Hunda. Odwiedzający Instytut w Lipsku w latach 30. to znani fizycy, tacy jak Victor Weisskopf , Shin'ichirō Tomonaga , Lew Landau , Ugo Fano , Markus Fierz , Gian-Carlo Wick , John C. Slater , George Placzek i Ettore Majorana .

Od 1942 do 1945 r. Heisenberg kierował Instytutem Fizyki Cesarza Wilhelma w Berlinie-Dahlem, a także wykładał jako profesor na Uniwersytecie Berlińskim , gdzie kierował projektem uranu w Armii Ordnance Office . Ten czas był później oburzany przez wielu amerykańskich i emigracyjnych fizyków niemieckich, w szczególności. Patrząc wstecz, powiedział:

„W pierwszych kilku latach pytanie, które zadano fizykowi, nie brzmiało, czy chce robić bomby, czy nie. Raczej pytanie brzmiało: Czy chcesz zdobyć wystarczającą wiedzę o tym niebezpiecznym obszarze, aby być może za jakiś czas zdecydować, czy można wytwarzać bomby, czy można wytwarzać energię?

Od 1945 do 1946 Heisenberg był internowany wraz z innymi czołowymi badaczami projektu uranowego Narodowych Socjalistów w ramach Operacji Epsilon w Farm Hall w Anglii. W powojennych Niemczech został dyrektorem Instytutu Fizyki Maxa Plancka w Getyndze w 1946 (do 1958), a od 1958 do 1970 był dyrektorem Instytutu Fizyki Maxa Plancka (obecnie znanego również jako Instytut Wernera Heisenberga ). Monachium. Heisenberg był także prezesem Fundacji Aleksandra von Humboldta, a także wpływowym doradcą rządowym ds. polityki naukowej. W 1949 został członkiem-korespondentem klasy matematyczno-przyrodniczej Bawarskiej Akademii Nauk , aw 1959 został wybrany na członka zwyczajnego. Od 1949 do 1951 Heisenberg był przewodniczącym Niemieckiej Rady Badawczej .

W lutym 1952 roku powstała Europejska Rada Badań Jądrowych ( CERN ). Ta komisja, odpowiedzialna za duży ośrodek badawczy w Genewie, wybrała Wernera Heisenberga na przewodniczącego.

Fizycy, którzy zrobili doktorat w Heisenbergu to Felix Bloch , Carl Friedrich von Weizsäcker , Hans Euler , Hermann Arthur Jahn , Bernhard Kockel , Erich Bagge , Alfred Wolf, Arnold Siegert, Șerban Țițeica , Heinrich Moritz („Heimo”) Dolch i Bernelhard , Wang Foh-San , Walter Masing , Detlef Lyons i Edwin Gora, w Getyndze i innych. Wilhelm Macke , Rudolf Schulten , Otfried Madelung , Werner Güttinger , Kurt Symanzik i Peter Mittelstaedt . Bliskimi kolegami i kolegami byli także jego przyjaciele Carl Friedrich von Weizsäcker, Friedrich Hund i Wolfgang Pauli , a Heisenberg miał również wielu doktorów habilitowanych, takich jak Edward Teller , Rudolf Peierls , Victor Weisskopf, Ugo Fano, Shin'ichirō Tomonaga, Tullio Regge , Siegfried Flügge , Arnold Nordsieck , Bruno Zumino , Theodor Schmidt i Ettore Majorana . Jego asystentami byli Guido Beck i Hans-Peter Dürr , z którymi w latach 60. pracował nad swoją zunifikowaną teorią pola .

Osobiste i rodzinne

Kamień pamięci dla Heisenberga na Helgolandzie , gdzie w czerwcu 1925 dokonał decydującego postępu w tworzeniu mechaniki kwantowej; był na wakacjach na Helgolandzie z powodu ciężkiego kataru siennego.

Heisenberg zawsze był bardzo blisko natury i sportu. W 1939 kupił dawny letni dom Lovisa Corintha w Urfeld am Walchensee . Miał optymistyczne usposobienie i frajdę z rywalizacji w zawodach - czy to w rozwiązywaniu problemów matematycznych, czy w turniejach tenisa stołowego w podziemiach swojego Instytutu w Lipsku, gdzie również często grał ze swoimi doktorantami Edward Teller , a nie późniejszy ojciec wodoru bomba stała się znana. Heisenberg był uzdolniony muzycznie, najpierw grał na wiolonczeli, aw młodości pobierał lekcje gry na fortepianie u pianisty Petera Dorfingera. Grał bezpiecznie z oczu i był popularny w zespołach kameralnych. Istnieje nawet nagranie Koncertu fortepianowego d-moll Mozarta z orkiestrą kochanków i Heisenbergiem jako pianistą w jego domu w Monachium 3 lipca 1966 roku.

Jego żona Elisabeth (z domu Schumacher, 1914–1998), która pracowała w księgarni i była córką berlińskiego profesora ekonomii Hermanna Schumachera , ożenił się w 1937 roku i miał z nią siedmioro dzieci, w tym późniejszego profesora genetyki i neurobiologa Martina Heisenberg i fizyk Jochen Heisenberg . Jego córka Christine Heisenberg od 1966 roku jest żoną pisarza i psychologa Frido Manna , wnuka Thomasa Manna . Jednym z jego wnuków jest reżyser Benjamin Heisenberg , innym biolog Carl-Philipp Heisenberg .

Werner Heisenberg był prawnukiem Adolfa Zeisinga , który zasłynął jako pisarz i uczony, a przede wszystkim jako twórca i propagator doktryny złotego podziału .

Heisenberg został pochowany na cmentarzu leśnym w Monachium , stara część, w grobie nr 163-W-29.

Polityka

Heisenberg nie był aktywny politycznie (a w swojej podstawowej postawie raczej konserwatywny ), ale dzięki swojej sławie jako fizyk miał rozgłos i wagę polityczną. Po „przejęciu władzy ” przez narodowych socjalistów w 1933 r . wyemigrowali znani fizycy, tacy jak Albert Einstein i Erwin Schrödinger . Heisenberg natomiast pozostał w Niemczech, o co później często był oskarżany. W latach 1933-1945 musiał jednak bronić się przed atakami tzw. „fizyki niemieckiej” , zorientowanej na narodowych socjalistów, która chciała uchronić fizykę przed rzekomo „żydowską infiltracją” fizyki kwantowej i Einsteina teorii względności . Przedstawiciele fizyki niemieckiej, przede wszystkim Johannes Stark i Philipp Lenard , odrzucali jego teorie, wskazując, że był on „teoretycznym formalistą” i „duchem ducha Einsteina”. W 1937 roku Stark opublikował artykuł o „białych Żydach w nauce” w gazecie SS „ Das Schwarze Korps ”, w którym głównie zaatakował Heisenberga. Ponieważ tego rodzaju ataki mogły szybko stać się osobistym zagrożeniem w czasach nazistowskich , Heisenberg wykorzystał daleką znajomość między rodzicami a rodziną Himmlerów (jego ojciec był greckim profesorem, ojciec Himmlera był greckim nauczycielem w Monachium), aby powstrzymać te ataki.

W okresie powojennym Heisenberg był bliski Konradowi Adenauerowi , był zwolennikiem intensyfikacji badań jądrowych i budowy reaktorów , ale jednocześnie odrzucał militarne wykorzystanie energii jądrowej. Wraz z siedemnastoma innymi fizykami ( Göttingen Eighteen ) wystąpił przeciwko planowanemu uzbrojeniu jądrowemu w kwietniu 1957 r. wraz z Manifestem Getynskim . Heisenberg był również zaangażowany w memorandum z Tybingi , którego sygnatariusze w 1961 r. wypowiadali się przeciwko broni jądrowej i za uznaniem granicy na Odrze i Nysie . Kiedy ruch studencki zajął jego instytut pod koniec lat sześćdziesiątych , Heisenberg zareagował z wyczuciem i porównał go do narodowosocjalistycznych ruchów studenckich w latach trzydziestych.

filozofia

Dla Heisenberga fizyka i filozofia były ze sobą nierozerwalnie związane. Filozoficznie był przekonany, że współczesna fizyka zgadza się z Platonem: „Ponieważ najmniejsze jednostki materii w rzeczywistości nie są obiektami fizycznymi w zwykłym znaczeniu tego słowa; są to formy, struktury lub, w sensie Platona, idee, o których można jednoznacznie mówić jedynie w języku matematyki.” „On widzi symetrie w podstawowym równaniu swojej zunifikowanej teorii pola w sensie Platona.

Heisenberg krytykuje podział na materię i ducha w René Descartes jako niebezpieczny. Kartezjusz przyznaje, że nasza wiedza o własnym myśleniu jest pewniejsza niż nasza wiedza o świecie zewnętrznym. Ale nawet jego pozycja wyjściowa z trójkątem: Bóg, świat i ja upraszcza w niebezpieczny sposób podstawę do dalszego filozofowania. a duchem, czyli między ciałem a duszą, które rozpoczęło się wraz z filozofią Platona, jest teraz zakończone.” Według Heisenberga we współczesnej fizyce zatraca się rozróżnienie między polem siłowym a materią, ponieważ każde pole siłowe ma specjalny rodzaj cząstki elementarnej.

Zależało mu na tym, aby udowodnić jedność materii: wszystkie cząstki elementarne można w zderzeniach przekształcić w inne cząstki o wystarczającej energii, czyli po prostu wytworzone z energii kinetycznej i można je zamienić na energię, np. B. przekształcają się w promieniowanie. Jak to ujął: „Wszystkie cząstki elementarne są zbudowane z tej samej substancji, z tej samej substancji, którą teraz możemy nazwać energią lub materią uniwersalną”.

Poszukiwanie najgłębszego źródła wszelkiego zrozumienia było dla niego wspólnym początkiem religii i nauki.

Prace nad programem jądrowym

Na początku II wojny światowej wraz z innymi fizykami (m.in. Otto Hahnem i Carlem Friedrichem von Weizsäckerem ) został powołany do Biura Uzbrojenia Wojska. Twoim zadaniem w projekcie uranu powinno być znalezienie możliwych zastosowań rozszczepienia jądra . Heisenberg dołączył do projektu stosunkowo późno, ale intensywnie nad nim pracował i wkrótce objął wiodącą rolę. On i jego koledzy wcześnie doszli do wniosku, że kompleksowe wzbogacenie materiału rozszczepialnego uranu 235 ogólnie dostępnymi zasobami nie może zostać wykonane przez prawdopodobnie pozostały czas trwania wojny, o czym poinformowali Alberta Speera 4 czerwca 1942 r . Wstrzymywali jednak (lub jedynie sugerowali) możliwość zbudowania broni jądrowej z plutonem , w której chemicznie separacja mogłaby się odbywać znacznie łatwiej i dla której jako moderatora wymagany był jedynie naturalny reaktor uranowy z ciężką wodą (podobny do , na przykład dzisiejszy kanadyjski reaktor typu CANDU , za pomocą którego Indie weszły w posiadanie broni jądrowej ). Kiedy Speers zapytał, ile czasu zajmie im wyprodukowanie bomby, odpowiedział, że od trzech do pięciu lat – co oznacza, że ​​projekt stracił swój priorytet.

W dalszym ciągu niemieccy fizycy jądrowi pracowali tylko nad reaktorem ciężkowodnym, który pod koniec wojny został przeniesiony do Haigerloch w Szwabii . W eksperymentach z ostatnich dni wojny, trzy lata po pomyślnym uruchomieniu reaktora z moderacją grafitową przez Enrico Fermi w Chicago, prawie udało się uczynić reaktor badawczy Haigerloch krytycznym .

Rozmowa z Bohrem w Kopenhadze

W szczytowym momencie militarnych sukcesów narodowosocjalistycznych Niemiec Heisenberg pojechał do Kopenhagi z Carlem Friedrichem von Weizsäckerem w 1941 roku, aby porozmawiać ze swoim ojcowskim przyjacielem Nielsem Bohrem o konsekwencjach niemieckiej bomby atomowej. Ponadto, według jego późniejszych oświadczeń, chciał przekazać fizykom w Ameryce, że niemieccy fizycy odłożyli prace nad bombą. Bohr, którego matka była pochodzenia żydowskiego i działała w duńskim ruchu oporu przeciwko Niemcom, zareagował w szoku. Rozumiał uwagi Heisenberga jako oznaczające, że Niemcy faktycznie prowadziły poważne badania nad bombą atomową, i odmówił dalszych rozmów. W 1943 r. uciekł przez Szwecję do USA, gdzie - wspomina Hans Bethe  - zrekonstruował rozmowę z fizykami z Los Alamos, posługując się szkicem bomby, która w rzeczywistości była reaktorem. Z perspektywy czasu Heisenberg zinterpretował własne podejście jako naiwne, a wnioski Bohra jako oparte na nieporozumieniu. Po wojnie członkowie amerykańskiej misji Alsos (ich członek Samuel Abraham Goudsmit napisał o tym książkę pod tym samym tytułem), którzy zebrali nuklearne „dziedzictwo” niemieckich fizyków, wyrazili podejrzenie, że Heisenberg mógł nie opanować fizyka reaktorów jądrowych / bomb atomowych. Heisenberg następnie sprzeciwił się, podkreślając moralne powody zamknięcia niemieckiego programu bomby atomowej.

Bohr zareagował z irytacją, gdy przeczytał to przedstawienie w książce Roberta Jungka Heller than 1000 Suns , opartej na wywiadach z Heisenbergiem. Napisał kilka krytycznych listów do Heisenberga w latach 50. i 60., ale nigdy ich nie wysłał. Zostały opublikowane przez Instytut Nielsa Bohra w Kopenhadze w latach dziewięćdziesiątych . W wielu przypadkach rozmowa była interpretowana jako wydarzenie historyczne o nadzwyczajnym znaczeniu, gdyż uważano, że postawa Bohra miała silny wpływ na decyzję fizyków w USA o zintensyfikowaniu wysiłków na rzecz opracowania amerykańskiej bomby atomowej ( Projekt Manhattan ) . Nie jest jasne, czy interpretacja Bohra faktycznie opierała się na nieporozumieniu między dwoma fizykami.

Rozmowę z Bohrem udramatyzował Michael Frayn pod tytułem Kopenhaga (1998) w znanej sztuce, która ożywiła dyskusję o rozmowie kopenhaskiej i doprowadziła do publikacji listów Bohra. Omawiane są różne spekulacje na temat treści rozmowy z punktu widzenia zaangażowanych osób (Heisenberg, Bohr, żona Bohra) oraz analizowane są możliwe motywy.

Były kolega Heisenberga, Edward Teller, później gwałtownie bronił swojego promotora doktoratu i wyraził pogląd, że Heisenberg nigdy poważnie nie śledził projektu broni jądrowej.

Internowanie w Farm Hall

Heisenberg wraz z kilkoma kolegami został po wojnie uwięziony w angielskim gospodarstwie rolnym i spędził tam kilka miesięcy w niewoli . Internowanie przez Brytyjczyków było następnie kontynuowane w domu Albersmeyera w Alswede . Rozmowy niemieckich fizyków były podsłuchiwane i później opublikowane jako Protokoły Farm Hall . Odnotowano tam również reakcję Heisenberga na bomby atomowe zrzucane na Hiroszimę i Nagasaki : Po początkowym niedowierzaniu szybko przemyślał drogę, którą prawdopodobnie obrali Amerykanie i wielkość mas krytycznych, i następnego dnia zorganizował seminarium . Interpretacja protokołów Farm Hall jest kontrowersyjna, ponieważ niektóre z uwięzionych fizyków podejrzewa, że były na podsłuchu.

Zakład

Heisenberg na niemieckim znaczku pocztowym

Heisenberg odegrał kluczową rolę w określaniu fizyki w XX wieku.

Jako modelowy student Arnolda Sommerfelda zrobił wrażenie w 1924 roku swoją rozprawą, w której jego nauczyciel postawił trudny problem turbulencji w przepływach płynów. W „tour de force” doszedł do oszacowania krytycznej liczby Reynoldsa . W ten sposób rozwinął również metodę WKB . Z tego czasu wywodzi się także jego wieloletnie zainteresowanie równaniami nieliniowymi, które mimo pozornej prostoty formy prowadzą do bardzo złożonych zachowań. Pod tym względem jest także pionierem teorii chaosu, która rozkwitła w latach siedemdziesiątych . W latach czterdziestych ponownie podjął temat w statystycznej teorii jednorodnych turbulencji, podobnie jak w tym samym czasie Andriej Kołmogorow .

W rigorosum Heisenberg prawie przegrał z powodu współbadacza, fizyka doświadczalnego Wilhelma Wien , który oskarżył go o bezdenną ignorancję w fizyce eksperymentalnej. Dopiero energiczna interwencja Sommerfelda pozwoliła Heisenbergowi po prostu zdać egzamin. Wiedeń pytał m.in. o rozdzielczość mikroskopu. Heisenberg użył później tego pytania w eksperymencie myślowym, aby zilustrować zasadę nieoznaczoności.

W tym czasie Sommerfeld rozszerzył model atomu Bohra we wszystkich kierunkach. Pracując nad wyjaśnieniem anomalnego efektu Zeemana , Heisenberg po raz pierwszy wprowadził półcałkowite liczby kwantowe (w tym samym czasie co Alfred Landé ), z którymi zachowanie atomów w modelu Bohra stawało się coraz bardziej zagmatwane; mówił już o „mistycyzmie liczb” szkoły Sommerfeld. W 1922 Bohr przyjechał do Getyngi na dyskusje i wykłady i natychmiast znalazł „linię” do Heisenberga, który później odwiedzał go kilka razy na dłuższy czas w Kopenhadze, a nawet uczył się duńskiego. Przełom nastąpił, gdy Heisenberg był na wakacjach w czerwcu 1925 roku na wyspie Helgoland , gdzie chciał wyleczyć się z kataru siennego . Zamiast nieobserwowalnych trajektorii atomowych Bohra użył tylko obserwowalnych częstotliwości i prawdopodobieństw przejść, które ułożył w schemat, który Max Born później zidentyfikował jako macierz . Kwantowa teoretycznym reinterpretacja relacji kinematycznych i mechanicznych jest godzina narodzin mechaniki kwantowej z późniejszej pracy przez i z Max Born i Pascual Jordan.

Jak opisuje Heisenberg w swojej autobiografii „Część i całość” , podczas wizyty w Berlinie w 1925 r. rozmawiał również z Albertem Einsteinem na temat nowej teorii kwantowej. Heisenberg rzeczywiście sądził, że jego usunięcie niezmierzonych wielkości z teorii fizycznej spotka się z aprobatą Einsteina, który kierował się podobnymi rozważaniami Ernsta Macha w swojej specjalnej teorii względności, którą wyjaśnił eksperymentami myślowymi i za pomocą której wygnał eter . Einstein z lat dwudziestych oceniał mechanikę kwantową jako ważną, ale uważał takie oczyszczenie teorii fizycznej za absurd. Zależało mu na radykalnym pomyśle interpretacji Bohra-Heisenberga nowej teorii, że miara przyjmie tylko określoną wartość w momencie pomiaru, nie zaakceptuje jej, a na pewno nie zaakceptuje statystycznej interpretacji Maxa Borna. Einstein sformułował to w różnych wymyślonych przez siebie paradoksach oraz w swoim dobrze znanym cytacie: „W każdym razie jestem przekonany, że starzec (Bóg) nie rzuca kostką”.

Tuż po jej powstaniu toczyły się w Kopenhadze intensywne dyskusje z Nielsem Bohrem na temat interpretacji nowej teorii, w której Heisenberg okazał się równorzędnym partnerem. Dyskusje te doprowadziły Bohra do zasady komplementarności , Heisenberga do relacji niepewności  – stwierdzenia, że ​​ważne wielkości fizyczne, takie jak miejsce i pęd (lub czas i energia) nie mają jednocześnie ostrych wartości. Matematycznie znalazło to swój wyraz w fakcie, że były one reprezentowane przez operatory lub macierze, które się ze sobą nie zamieniają (komutatory kanoniczne). Wkład Bohra i Heisenberga stanowił podstawę kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej .

W czasie pobytu w Lipsku wniósł ważny wkład do fizyki jądrowej (wprowadzenie izospinu ), rozwinął teorię ferromagnetyzmu ( ferromagnes Heisenberga z oddziaływaniem wymiennym, 1928) i wykonał pionierską pracę w dziedzinie kwantowej teorii pola m.in. z Wolfgangiem Paulim . W szczególności należy wspomnieć o pracy z jego asystentem Hansem Eulerem, który zginął na wojnie, m.in. nad modyfikacją równań pola elektromagnetycznego w tworzeniu par z próżni. Wraz z Johnem Archibaldem Wheelerem Heisenberg jest uważany za ojca macierzy S (macierzy rozproszenia) i badał modele kwantowej teorii pola o długości fundamentalnej na wczesnym etapie . W latach 40. oprócz fizyki reaktorowej zajmował się także promieniowaniem kosmicznym i deszczem generowanych przez nie cząstek, co wkrótce doprowadziło do odkrycia pierwszych mezonów w Anglii i które w tamtym czasie pełniły generalnie rolę dzisiejszych akceleratorów cząstek. jako źródło cząstek elementarnych. Heisenberg wpadł również na pomysł wprowadzenia nieokreślonej metryki w kwantowej teorii pola.

W okresie powojennym, mimo pewnych zasłużonych osiągnięć indywidualnych, nie był już w stanie nawiązać kontaktu z badaniami międzynarodowymi. Wypróbował teorię nadprzewodnictwa i zunifikowaną teorię pola dla fizyki cząstek elementarnych, rozszerzenie równania Diraca o nieliniową samooddziaływanie i izospinowy stopień swobody. Heisenberg znał potencjał równań nieliniowych; jednak w fizyce cząstek elementarnych , która dopiero zaczynała klasyfikować „zoo cząstek”, takie podejście okazało się przedwczesne. Teoria ta cieszyła się wówczas dużym zainteresowaniem mediów (nowa formuła światowa Heisenberga ), ale została odrzucona wcześnie przez międzynarodowych kolegów - w tym jego przyjaciela Wolfganga Pauliego , który początkowo chciał entuzjastycznie pracować nad teorią.

Wśród jego nieakademickich pism wyróżnia się autobiografia: Część i całość . Rozmowy z zakresu fizyki atomowej (1969). Z odległości ponad czterech dekad Heisenberg rekonstruuje dialogi, które ilustrują, w jaki sposób jego wkład w mechanikę kwantową został opracowany w ścisłej współpracy z innymi badaczami (Arnold Sommerfeld, Niels Bohr, Wolfgang Pauli i inni). Świadczy to o jego filozoficznych zainteresowaniach, które zmierzają w kierunku neoplatońskiej interpretacji przyrody, w której zasada symetrii fizyki odgrywa zasadniczą rolę.

Korona

Popiersie w Galerii Sław w Monachium
Brązowa tablica Werner Heisenberg w foyer budynku fizyki Uniwersytetu w Lipsku (artysta: Markus Gläser )
Liceum Heisenberg w Hamburgu-Eißendorf

„Za ustanowienie mechaniki kwantowej, której zastosowanie – między innymi – doprowadziło do odkrycia alotropowych form wodoru”, otrzymał w 1932 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki . W 1933 został odznaczony Medalem Maxa Plancka . W 1943 Heisenberg otrzymał Nagrodę Kopernika na Uniwersytecie w Królewcu .

Od 1937 był członkiem Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego . W 1957 został odznaczony Pour le Mérite Peace Class, w 1958 wybrany do Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki oraz Narodowej Akademii Nauk w 1961 , a w 1964 odznaczony Wielkim Krzyżem Zasługi Republiki Federalnej Niemiec z gwiazdą i wstążką na ramię .

W 1973 otrzymał Nagrodę Romano Guardiniego , którą do tej pory przyznawano tylko teologom.

Program Heisenberg Niemieckiej Fundacji Badawczej (DFG) został nazwany na cześć Heisenberga i obejmuje stypendium Heisenberg od 1977 r. i profesurę Heisenberg od listopada 2005 r.

Otrzymał również Medal Barnarda Nowy Jork, Medal Matteucci (Rzym), Medal Grocjusza , Order Pour le Mérite w dziedzinie nauki i sztuki, Nagrodę Kultury Honorowej Miasta Monachium , Bawarski Order Zasługi (1961) oraz medal Nielsa-Bohra .

Heisenberg był członkiem wielu akademii naukowych i doktorem honoris causa wielu uniwersytetów i kolegiów. Między innymi został członkiem Akademii Nauk w Getyndze w 1937 r. , Politechniki w Karlsruhe w 1961 r. i Niemieckiej Akademii Nauk Leopoldina w 1933 r . W 1955 został wybrany członkiem zagranicznym Royal Society . W 1967 Werner Heisenberg został honorowym członkiem Leopoldina.

23 maja 2000 asteroida została nazwana na cześć Wernera Heisenberga: (13149) Heisenberg . Jego popiersie , zaprojektowane przez rzeźbiarza akademickiego Toniego Preisa , od kwietnia 2009 roku znajduje się w monachijskiej Galerii Sław .

Niektóre szkoły zostały nazwane na cześć Heisenberga, w tym Werner Heisenberg Realschule Ratingen, która istniała do 2011 roku, szkoła zawodowa w Rüsselsheim i kilka szkół średnich . W Monachium upamiętnia go również Werner-Heisenberg-Allee; Jego imieniem nazwano ulice w Augsburgu , Mannheim , Magdeburgu , Neu-Isenburgu i Ratyzbonie , między innymi : Uniwersytet Federalnych Sił Zbrojnych w Monachium znajduje się na Werner-Heisenberg-Weg w Neubibergu .

Z okazji 100. urodzin Heisenberga Deutsche Post wydała specjalny znaczek pocztowy z jego portretem o nominale 1,53 euro (Michel nr 2228) na podstawie zasady nieoznaczoności Heisenberga.

Następstwa

Literacki

Spektakl Michaela Frayna w Kopenhadze , którego premiera odbyła się w 1998 roku, opowiada o wizycie Heisenberga u Nielsa Bohra w okupowanej przez Niemców Kopenhadze w 1941 roku oraz o zaangażowaniu Heisenberga w projekt dotyczący uranu . Richard von Schirach przedstawił Heisenberga i innych fizyków programu nuklearnego nazistowskiego reżimu w swojej na wpół fikcyjnej książce Die Nacht der Physiker , opublikowanej w 2012 roku . Heisenberg, Hahn, Weizsäcker i niemiecka bomba. Pisarz Jérôme Ferrari opisał życie Wernera Heisenberga w swojej powieści z 2015 roku Zasada .

Kino

Publikacje (wybór)

Książki:

  • Kroki ponad granicami. Piper, Monachium 1971 (= seria Piper. Tom 336).
  • Prawda naukowa i religijna. Przemówienie w sprawie przyznania nagrody im . Romano Guardiniego . W: Arkusze fizyczne . Sierpień 1973, doi: 10.1002 / phbl.19730290801
  • Prace zebrane. Kilka tomów Piper / Springer z 1984 roku.
  • Fizyczne zasady teorii kwantów. BI University Pocket Book (Lectures University of Chicago, 1930), ponownie: Spectrum, 1991.
  • Część i całość . Rozmowy z zakresu fizyki atomowej. Piper, Monachium 1969 (wydanie 7. 2001, ISBN 3-492-22297-8 ).
  • Porządek rzeczywistości. Piper, Monachium 1989, ISBN 3-492-10945-4 .
  • Fizyka i filozofia. Hirzel, Stuttgart 2000, ISBN 3-7776-1024-0 .
  • Zmiany w podstawach nauk przyrodniczych. Hirzel, Stuttgart 1947, ISBN 3-7776-1366-5 .
  • Wprowadzenie do jednolitej teorii pola cząstek elementarnych. Hirzel, Stuttgart 1967.

Niektóre eseje:

Źródła i wspomnienia

literatura

  • Cathryn Carson: Heisenberg w epoce atomowej: nauka i sfera publiczna. Cambridge 2010.
  • David C. Cassidy : Werner Heisenberg. Życie i praca. Wydawnictwo Akademickie Spectrum, Heidelberg 1995, ISBN 3-86025-315-8 .
  • David C. Cassidy: Heisenberg, fizyka i bomba. Bellevue Literary Press, Nowy Jork 2009.
  • Ernst Peter Fischer : Werner Heisenberg: Samozapomniany geniusz. Piper, Monachium 2002, ISBN 3-492-23701-0 .
  • Ernst Peter Fischer: Werner Heisenberg - wędrowiec między światami. Springer, Berlin / Heidelberg 2014.
  • Armin Hermann : Werner Heisenberg (= biografie rororo. ). Rowohlt, Reinbek koło Hamburga, 1976.
  • Armin Hermann: Nauka stulecia - Werner Heisenberg i fizyka jego czasów. DVA, Stuttgart 1976.
  • Konrad Kleinknecht : Einstein i Heisenberg: Założyciele współczesnej fizyki. Kohlhammer Verlag, Stuttgart, 2017.
  • Christian Kleint, Helmut Rechenberg, Gerald Wiemers (red.): Werner Heisenberg 1901-1976. Festschrift na 100. urodziny (= traktaty Saksońskiej Akademii Nauk w Lipsku, klasa matematyczno-przyrodnicza. Vol. 62). 2005.
  • Dieter Lüst , Dietrich Papenfuß, Wolfgang Schleich (red.): 100 lat Werner Heisenberg - Works and Impact. Wiley / VCH, 2002.
  • Helmut Rechenberg : Werner Heisenberg - Język atomów. 2 tomy, Springer, 2010.
  • Helmut Rechenberg (red.): Fizyka niemiecka i żydowska. Piper, Monachium 1992, ISBN 3-492-11676-0 .
  • Helmut Rechenberg: Wielkie jajko kwantowe: W setną rocznicę urodzin Wernera Heisenberga. W: Arkusze fizyczne . Tom 57, 2001, s. 59-63, doi: 10.1002 / phbl.20010571218
  • Paul Lawrence Rose: Heisenberg i projekt nazistowskiej bomby atomowej, 1939-1945: studium kultury niemieckiej. University of California Press, 1998, ISBN 0-520-21077-8 (niemiecki: Heisenberg i projekt bomby atomowej nazistów. Pendo, Zurych 2001, ISBN 3-85842-422-6 ).
  • Gregor Schiemann : Werner Heisenberg (= seria myślicieli Becka. ). CH Beck, Monachium 2008, ISBN 978-3-406-56840-4 .
  • BL van der Waerden (red.): Źródła mechaniki kwantowej. 1967 (przedruk ważnych prac z mechaniki kwantowej z historycznym wprowadzeniem van der Waerdena).

linki internetowe

Commons : Werner Heisenberg  - Kolekcja obrazów, filmów i plików audio
Wikicytaty: Werner Heisenberg  - Cytaty

Indywidualne dowody

  1. ↑ Werner Heisenberg: Część i całość . R. Piper & Co. Verlag, Monachium 1969, s. 30.
  2. ↑ Oceny były summa cum laude, magna cum laude, cum laude, a najgorsza ocena to zwykłe zaliczenie .
  3. ^ Cassidy: Heisenberg, fizyka i bomba. Wydawnictwo Literackie Bellevue, 2009, s. 119.
  4. ^ Heisenberg: Fizyczne zasady mechaniki kwantowej . University of Chicago Press, 1930, s. 21.
  5. ^ Skarga na prezesa Physikalisch-Technische Reichsanstalt prof. dr. Johannesa Starka. ( Pamiątka z 8 lutego 2011 w Internet Archive ) Napisana przez Friedricha Hunda 20 lipca 1937.
  6. ^ Uczniowie i goście w Lipsku.
  7. ^ Frank Grotelüschen: Ostatni akt niemieckiego programu nuklearnego. W: Arkusz kalendarza (emisja w DLF ). 23 kwietnia 2015, obejrzano 23 kwietnia 2015 .
  8. ↑ patrz biografię Heisenberga w DHM , dostęp 15 kwietnia 2021 r.
  9. ↑ Werner Heisenberg. W: biografie dibb.de. Źródło 29 września 2017 .
  10. ↑ Helmut Rechenberg, Gerald Wiemers: Werner Heisenberg: Opinia eksperta i protokoły egzaminacyjne dla doktoratów i habilitacji (1929–1942). Berlin 2002, ISBN 3-928577-43-3 , z życiorysami tych naukowców. Lista doktoratów z krótkimi życiorysami opublikowana z okazji 100. urodzin Heisenberga w 2001 roku jest częściowo błędna.
  11. ↑ Rechenberg, Heisenberg, tom 1, s. 26
  12. ↑ Grób rodziny Heisenbergów na monachijskim cmentarzu leśnym (Grabfeld 163, lokalizacja , zdjęcia )
  13. ^ Deklaracja Getynga 1957 . Pod adresem : uni-goettingen.de.
  14. ↑ Werner Heisenberg: Fizyka i filozofia. Wydanie VI, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2000, s. 38.
  15. ↑ Werner Heisenberg: Fizyka i filozofia. Wydanie VI, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2000, s. 38 i 233.
  16. ^ Werner Heisenberg: Fizyka i filozofia. Wydanie VI, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2000.
  17. ^ Werner Heisenberg: Fizyka i filozofia. Wydanie VI, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2000, s. 209.
  18. ↑ Werner Heisenberg: Fizyka i filozofia. Wydanie VI, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2000, s. 221-233.
  19. ↑ Werner Heisenberg: Fizyka i filozofia. Wydanie VI, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2000, s. 39.
  20. ↑ Michael Schaaf: Heisenberg chciał pomóc Bohrowi. Nowy dokument na spotkanie dwóch fizyków w Kopenhadze w 1941 roku . W: Berliner Zeitung . 5 kwietnia 2002 r.
  21. ↑ Udostępnienie dokumentów dotyczących spotkania Bohr-Heisenberg w 1941 roku. ( Pamiątka z 12 marca 2009 r. w Internetowym Archiwum ). Opatrzony adnotacjami publikację projektów listów Nielsa Bohra do Heisenberga o ich rozmowie w Kopenhadze na temat możliwości niemieckiej bomby atomowej.
    Martin Heisenberg: Z bombą za bombę. (...) Osobista interpretacja .
  22. ↑ 34. Heisenberg, Bohr i bomba atomowa . Teller w filmie na: WebOfStories.com.
  23. ↑ Dietrich Hahn (red.): Otto Hahn – założyciel epoki atomowej. Lista Verlag, Monachium 1979. str. 189, ISBN 978-3-471-77841-8 .
  24. ^ Lübbecke i Brytyjska Komisja Kontroli w 1945 roku .
  25. ↑ Walter Blum, Helmut Rechenberg, Hans-Peter Dürr (red.): Heisenberg. Dzieła zebrane. A/1, Springer Verlag, 1985, s. 19.
    Komentarz Subrahmanyan Chandrasekhar : Hydrodynamic Stability and Turbulence (1922-1948). Abstrakcyjny.
  26. ↑ Zobacz Heisenberg: Nieliniowe problemy w fizyce. Fizyka dzisiaj, 1967.
  27. ^ Dziennik Fizyki. Tom 33, 1925, s. 879.
  28. ↑ Treść opisowa kinematyki mechaniki kwantowej . W: Zeitschrift für Physik , tom 43, 1927, s. 172.
  29. ^ Dziennik Fizyki , 1932, 1933.
  30. ^ Journal of Physics , 1942, 1944.
  31. ↑ Roczniki Fizyki. 1938.
  32. ↑ Robert i Klara Döpel, Werner Heisenberg: Doświadczalny dowód efektywnego zwielokrotniania neutronów w sferycznym układzie warstw z D 2 O i metalicznego uranu. 1942. Opatrzony rokiem 1946 rozliczenia przez aliantów. W: W. Blum i in. (Red.): Werner Heisenberg. Dzieła zebrane. Tom A / II. Springer, Berlin 1989, s. 536-544.
  33. ^ Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki 1932. Na: nobelprize.org.
  34. ^ Arkusz informacyjny niemieckiej nauki i techniki, organ Reichsforschungsrat (Hrsg.): Badania i postęp . Wiadomości dla pracowników. Nagrody. taśma 19, 23/24 , 1943, s. 252 .
  35. ↑ Historia członków: Werner Heisenberg. Amerykańskie Towarzystwo Filozoficzne, dostęp 27 września 2018 r .
  36. ↑ Wpis członka Wernera Heisenberga z Niemieckiej Akademii Przyrodników Leopoldina , dostęp 12 października 2012 r.
  37. ^ Wpis o Heisenbergu, Werner Karl (1901-1976) w archiwum Towarzystwa Królewskiego w Londynie
  38. ^ Po pierwsze, badania atomowe w Niemczech. Linie rozwoju pokojowej technologii atomowej. W: niemiecka gazeta uniwersytecka . t. 10, nr 7 8 z 18 kwietnia 1954 r.
dane osobiste
NAZWISKO Heisenberg, Werner
ALTERNATYWNE NAZWY Heisenberg, Werner Karl (pełne imię i nazwisko)
KRÓTKI OPIS Niemiecki fizyk i laureat Nagrody Nobla
DATA URODZENIA 5 grudnia 1901
MIEJSCE URODZENIA Würzburg
DATA ZGONU 1 lutego 1976
MIEJSCE ŚMIERCI Monachium