Werneris Heisenbergas: šio vokiečių teorinio fiziko biografija ir indėlis
Werneris Heisenbergas yra viena iš svarbiausių XX amžiaus fizikos figūrų. Jo neapibrėžtumo principas kartu su kvantinės ir branduolinės teorijos išvadomis formavo šį mokslą per praėjusį šimtmetį ir dabar.
Gimęs XX amžiaus pradžioje, jo gyvenimas buvo pažymėtas nepaprastu pakilimu dėl jo teorinių prielaidų, bet taip pat ir nelaimė gyventi Vokietijoje, kurią netrukus užvaldys naciai, kurie turės tamsių planų. eksperimentai.
Heisenbergo gyvenimas galėjo būti žmogaus, kuris pastatė vieną iš geriausių mirtina istorijoje, bet, laimei, šis mokslininkas turėjo moralę, kuri jam sutrukdė jį materializuoti. Pažiūrėkime jo istoriją per šią Wernerio Heisenbergo biografiją.
- Susijęs straipsnis: „10 fizikos šakų ir jų žinių sritys“
Trumpa Wernerio Heisenbergo biografija
Werneris Karlas Heisenbergas gimė 1901 m. gruodžio 5 d. Viurcburge, Vokietijoje. Annie ir Augusto Heisenbergų sūnus, humanitarinių mokslų profesorius, besispecializuojantis Bizantijos istorijoje.
Nuo mažens Heisenbergas buvo linkęs į matematiką, o kiek mažiau – į fiziką.
Akademinė trajektorija
1920 m. jis bandė pradėti grynosios matematikos daktaro laipsnį, kur mokytojas buvo Ferdinandas von Lindemannas, bet atmetė jį kaip studentą, nes profesorius tuoj išeis į pensiją. Pats Lindemannas rekomenduoja studijuoti doktorantūroje pas fiziką Arnoldą Sommerfeldą kaip vadovą, kuris jus sveikina.
Darydamas daktaro disertaciją, Heisenbergo partneris yra Wolfgangas Pauli, su kuriuo jis glaudžiai bendradarbiaus kurdamas kvantinę mechaniką..
Pirmaisiais metais jis daugiausia lanko matematikos kursus, ketindamas dirbti su teorija skaičiai beveik neturėjo šansų, bet laikui bėgant jis susidomėjo teorine fizika. Werneris Heisenbergas bando dirbti su Alberto Einšteino reliatyvumo teorija, o jo partneris Pauli jam pataria atsiduoti atominei teorijai, kurioje vis dar buvo nemažai neatitikimų tarp teorijos ir įrodymų eksperimentinis.
Studijuodamas Miuncheno universitete jis pasirinko fiziką, neatsisakydamas domėjimosi grynąja matematika.. Tuo metu fizika iš esmės buvo eksperimentinis mokslas. Arnoldas Sommerfeldas pripažino savo nepaprastus matematinės fizikos sugebėjimus, tačiau taip pat parodė tam tikrą nepritarimas Heisenbergo baigimui doktorantūroje dėl didelio fizikos įgūdžių stokos eksperimentinis. Tačiau Werneris Heisenbergas galiausiai baigė daktaro laipsnį 1923 m., pristatydamas darbą apie skysčių turbulenciją.
Iš Miuncheno Heisenbergas išvyko į Getingeno universitetą, kur dėstė Maxas Bornas ir 1924 m. jis išvyko į Kopenhagos teorinės fizikos institutą, vadovaujamą Nielso Bohro.. Ten Heisenbergas susitiks su kitais svarbiais fizikais, tokiais kaip Albertas Einšteinas, ir taip pradės savo produktyviausią laikotarpį, dėl kurio buvo sukurta matricinė mechanika. Šis pasiekimas būtų pripažintas 1932 m. laimėjus Nobelio fizikos premiją.
1927 m. ėjo profesoriaus pareigas Leipcigo universitete ir dėstė teorinę fiziką.
- Galbūt jus domina: „5 istorijos amžiai (ir jų ypatybės)“
Matricos mechanika ir neapibrėžtumo principas
1925 m. Werneris Heisenbergas sukūrė matricinę kvantinę mechaniką. Ši teorija išsiskiria dideliu pragmatiškumu, nes užuot koncentravusi dėmesį į fizinių sistemų evoliuciją nuo pradžios iki pabaigos, ji sutelkia savo pastangos gauti informaciją žinant pradinę ir galutinę sistemos būseną, nesijaudinant, kad tiksliai žinosite, kas atsitiko sistemoje pusė.
Heisenbergas iškelia idėją sugrupuoti informaciją dvigubo įrašo lentelių pavidalu, į ką Maxas Bornas atkreipė jo dėmesį, nes jį jau ištyrė matematikai, o tai nesiskyrė nuo matricos teorijos. Panašiai vienas ryškiausių rezultatų yra tas, kad matricos daugybos nebuvo komutacinės, todėl fizikinių dydžių asociacijos su matricomis turėtų tai atspindėti matematinis faktas. Dėl to Heisenbergas išreiškia neapibrėžtumo principą.
Vadinamasis neapibrėžtumo arba neapibrėžtumo principas, dar vadinamas Heisenbergo principu, teigia, kad tai nėra galima savavališkai tiksliai žinoti, kai masė yra pastovi, a padėtis ir momentas dalelė. Iš to išplaukia, kad abiejų dydžių neapibrėžčių sandauga visada turi būti didesnė nei Planko konstantos.
Neapibrėžtumo principo teiginys sukėlė didelį ažiotažą tarp to meto fizikų, nes jis reiškė galutinį klasikinio tikrumo fizikoje išnykimą ir indeterminizmo, kuris paveikė materijos ir materialios visatos pagrindus, įvedimą. Šis principas reiškia, kad praktiškai neįmanoma atlikti tobulų matavimų, nes paprasčiausias buvimas stebėtojas trikdo kitų nagrinėjamų dalelių vertes ir daro įtaką atliekamam matavimui pelerina.
Werneris Heisenbergas kvantinės mechanikos principų dėka taip pat numatė dvigubą vandenilio atomo spektrą ir sugebėjo paaiškinti helio atomo spektrą. Jo darbas branduolinės teorijos srityje taip pat leido jam numatyti, kad vandenilio molekulė gali egzistuoti dviejose būsenose., vienas kaip ortovandenilis, kuriame jo dviejų atomų branduoliai sukasi ta pačia kryptimi, o kitas kaip paravandenilis, kuriame jų branduoliai sukasi priešingomis kryptimis.
- Susijęs straipsnis: „4 pagrindiniai mokslo tipai (ir jų tyrimų sritys)“
Antrasis pasaulinis karas
1935 m. jis bandė pakeisti Sommerfeldą, kai išėjo į pensiją kaip mokytojas Miunchene. Tačiau iškilus naciams Heisenbergo norai sutrumpėja.
Nacių partija norėjo panaikinti visą „judaizuojančią“ fizinę teoriją, ir į tą keistą kategoriją įėjo kvantinė mechanika ir reliatyvumas – abi teorijos, kurias Heisenbergas dėstė savo pamokose ir kurių referentai buvo žydai Maksas Bornas ir Albertas Einsenas. Dėl to naciai užkerta kelią Heisenbergo paskyrimui.
Tačiau jo likimas pasikeis, kai 1938 m. naciai „maloniai“ pakvietė jį vadovauti jų bandymui pagaminti atominį ginklą. Dėl šios priežasties 1942–1945 metais Werneris Heisenbergas sugebėjo vadovauti Kaizerio Vilhelmo fizikos institutui Berlyne. Antrojo pasaulinio karo metais jis dirbo su Otto Hahnu, vienu iš branduolio dalijimosi atradėjų, bendradarbiaujančiu gaminant branduolinį reaktorių.
Daug metų buvo abejojama, ar šis projektas žlugo dėl to, kad jo nariams tiesiog nepasisekė, ar dėl to Heisenbergas ir jo bendradarbiai jį aiškiai sabotavo įtardami, ką Adolfas Hitleris galėjo padaryti su bomba. atominis.
1941 m. rugsėjį Heisenbergas išvyko į Daniją aplankyti Nielso Bohro. Veiksmu, kuris, anot nacių, galėjo būti priskirtas tik išdavystei ir kuris jam sukėlė rimtą pavojų, Heisenbergas kalbėjosi su Bohru apie Vokietijos atominės bombos projektą ir netgi nupiešė jam reaktoriaus piešinį..
Heisenbergas žinojo, kad Bohr turėjo ryšių už neokupuotos Europos ribų, ir pasiūlė bendrai pastangas kad ir ašies, ir sąjungininkų mokslininkai atidėjo branduolinius tyrimus iki karo pabaigos. 1942 m. birželį kitas vokiečių mokslininkas J. Hansas D. Jensenas pasakė Bohrui, kad vokiečių mokslininkai nedirbo ties branduoline bomba, o tik prie reaktoriaus.
Heisenbergas ir kiti vokiečių mokslininkai visada tvirtino, kad dėl moralinių priežasčių jie nebandė sukurti nacių atominės bombos., be to, tam nebuvo nurodytos aplinkybės. Šiuos teiginius pasmerkė Manheteno projekte dalyvavę mokslininkai, teigdami, kad Heisenbergas iš tikrųjų nebuvo pagamino vokišką atominę bombą, suklydusi apskaičiuodama reikiamą urano-235 kiekį ir kritinę masę, kad išlaikytų reakcija.
- Galbūt jus domina: "Konflikto psichologija: teorijos, paaiškinančios karus ir smurtą"
Heisenbergas naujosios branduolinės technologijos akivaizdoje
Pasibaigus karui Europoje ir vykdant operaciją „Epsilon“, Heisenbergas kartu su kitais mokslininkais, įskaitant Otto Hahnas, Carlas Friedrichas von Weizsäckeris ir Maxas von Laue buvo suimti ir patalpinti į sodybą, pavadintą Farm Hall m. Anglija. Šiame name-kalėjime buvo paslėpti mikrofonai, kurie įrašinėjo visus kalinių pokalbius.
Būdamas tame name rugpjūčio 6 d., šeštą popiet, Heisenbergas ir jo kolegos kaliniai išgirdo BBC pranešimą apie Hirosimos atominę bombą. Kitą naktį Werneris Heisenbergas kalbėjosi su savo kolegomis, pateikdamas pranešimą, kuriame buvo pateikta sąmata Be konstrukcinių ypatybių, reikalinga maždaug teisinga kritinė masė ir uranas-235 bomba.
Ši kalba laikoma įrodymu, kad Heisenbergas tikrai galėjo atlikti šiuos skaičiavimus dirbdamas už nacistinę Vokietiją, bet jis to nenorėjo, o tai suteikia pagrindo argumentui, kad jis tikrai nesukūrė bombos dėl prieštaravimų. moralės.
Galbūt jo frazė, kuri geriausiai apibendrina jo poziciją dėl galutinio atominės teorijos panaudojimo, baigėsi tokia:
„Idėjos nėra atsakingos už tai, ką iš jų daro vyrai“.
- Susijęs straipsnis: "Marie Curie: šio novatoriško radioaktyvumo tyrinėtojo biografija"
Pastaraisiais metais
Pasibaigus karui, Heisenbergas galiausiai buvo paleistas ir jam leista toliau dirbti fizikos srityje savo gimtojoje Vokietijoje. 1946 m. buvo paskirtas Maxo Plancko instituto direktoriumi, o vėliau organizavo Getingeno fizikos ir astrofizikos institutą ir jam vadovavo., kuris 1958 metais buvo perkeltas į Miuncheną.
Tame mieste Heisenbergas daugiausia dėmesio skyrė elementariųjų dalelių teorijos tyrimams atomo branduolio struktūra, turbulencijos hidrodinamika, kosminiai spinduliai ir feromagnetizmas.
1970 m. jis buvo apdovanotas Sigmundo Freudo premija už akademinę prozą. Jis mirs po kelerių metų, 1976 m. vasario 1 d., Miunchene, sulaukęs 74 metų.