Вернер Гейзенберг: биография и вклад этого немецкого физика-теоретика

Вернер Гейзенберг - одна из самых важных фигур в физике 20-го века. Его принцип неопределенности вместе с его открытиями в квантовой и ядерной теории сформировали эту науку на протяжении прошлого века и в настоящее время.

Его жизнь, рожденная в начале 20-го века, была отмечена заметным подъемом благодаря его теоретическим предположениям, но также и благодаря несчастье жить в Германии, которая скоро будет захвачена нацистами, у которых были темные планы относительно своих эксперименты.

Жизнь Гейзенберга могла быть жизнью человека, построившего одну из самых смертельно опасен в истории, но, к счастью, у этого ученого была мораль, которая помешала ему материализуйте это. Давайте посмотрим его историю через биографию Вернера Гейзенберга..

• Связанная статья: «10 разделов физики и их областей знаний»

Краткая биография Вернера Гейзенберга

Вернер Карл Гейзенберг родился 5 декабря 1901 года в Вюрцбурге, Германия.. Сын Анни и Августа Гейзенбергов, профессор гуманитарных наук, специализирующийся на истории Византии.

С юных лет Гейзенберг был склонен к математике и в меньшей степени к физике.

Академическая траектория

В 1920 году он попытался получить докторскую степень по чистой математике под руководством Фердинанда фон Линдеманна в качестве наставника, но он отказался от него как студента, потому что профессор собирался уйти на пенсию. Сам Линдеманн рекомендует вам учиться в докторантуре под руководством физика Арнольда Зоммерфельда, который будет приветствовать вас.

Делая докторскую диссертацию, Партнером Гейзенберга является Вольфганг Паули, с которым он будет тесно сотрудничать в развитии квантовой механики..

В течение первого года обучения он посещает в основном курсы математики с намерением работать над теорией у чисел вряд ли был шанс, но со временем он заинтересовался теоретической физикой. Вернер Гейзенберг пытается работать над теорией относительности Альберта Эйнштейна, и его партнер Паули дает ему советы. посвятить себя атомной теории, в которой все еще было немало расхождений между теорией и доказательствами экспериментальный.

Во время учебы в Мюнхенском университете он выбрал физику, не теряя интереса к чистой математике.. В то время физика была, по сути, экспериментальной наукой. Арнольд Зоммерфельд признал свои экстраординарные способности к математической физике, но он также продемонстрировал определенное противодействие получению Гейзенберга докторской степени из-за отсутствия у него навыков и опыта в физике экспериментальный. Однако Вернер Гейзенберг в конце концов защитил докторскую диссертацию в 1923 году, представив работу о турбулентности жидкости.

Из Мюнхена Гейзенберг отправился в Геттингенский университет, где преподавал Макс Борн и В 1924 году он поступил в Копенгагенский институт теоретической физики под руководством Нильса Бора.. Там Гейзенберг встретится с другими важными физиками, такими как Альберт Эйнштейн, и таким образом начнется его самый продуктивный период, который привел к созданию матричной механики. Это достижение было признано получением Нобелевской премии по физике в 1932 году.

В 1927 году он работал профессором Лейпцигского университета, преподавал теоретическую физику.

• Вам может быть интересно: «Пять веков истории (и их характеристики)»

Матричная механика и принцип неопределенности

В 1925 году Вернер Гейзенберг разработал матричную квантовую механику. Эта теория выделяется своим большим прагматизмом, потому что вместо того, чтобы концентрироваться на эволюции физических систем от начала до конца, она концентрирует свои усилия по получению информации, зная начальное и конечное состояние системы, не беспокоясь о точном знании того, что произошло в половина.

Гейзенберг предлагает идею группировки информации в виде таблиц с двойной записью., на что Макс Борн обратил его внимание, поскольку он уже был изучен математиками, что не отличалось от теории матриц. Точно так же один из самых поразительных результатов заключается в том, что умножение матриц не производилось. коммутативны, поэтому ассоциации физических величин с матрицами должны отражать это математический факт. Вследствие этого Гейзенберг провозглашает принцип неопределенности.

Так называемый принцип неопределенности или неопределенности, также называемый принципом Гейзенберга, утверждает, что это не можно узнать с произвольной точностью и при постоянной массе положение и момент частица. Из этого следует, что произведение неопределенностей обеих величин всегда должно быть больше, чем произведение постоянной Планка.

Утверждение принципа неопределенности вызвало большой резонанс среди физиков того времени., поскольку он предполагал окончательное исчезновение классической определенности в физике и введение индетерминизма, который повлиял на основы материи и материальной вселенной. Этот принцип предполагает практическую невозможность проведения точных измерений, поскольку простое наличие Наблюдатель искажает значения других частиц, которые учитываются, и влияет на измерения, которые проводятся мыс.

Вернер Гейзенберг также предсказал, благодаря принципам квантовой механики, двойной спектр атома водорода и сумел объяснить также спектр атома гелия. Его работа по теории ядра также позволила ему предсказать, что молекула водорода может существовать в двух состояниях.один как ортоводород, в котором ядра двух его атомов вращаются в одном направлении, а другой как параводород, в котором их ядра вращаются в противоположных направлениях.

• Связанная статья: «4 основных типа науки (и области их исследований)»

Вторая мировая война

В 1935 году он попытался заменить Зоммерфельда, когда тот вышел на пенсию учителем в Мюнхене. Однако с приходом нацистов желания Гейзенберга урезаны.

Нацистская партия хотела уничтожить всю "иудаизирующую" физическую теорию., и к этой любопытной категории относились квантовая механика и теория относительности, обе теории, которым Гейзенберг преподавал на своих курсах, и референтами которых были евреи Макс Борн и Альберт Эйнсен. Как следствие, нацисты препятствуют назначению Гейзенберга.

Однако его судьба изменилась, когда в 1938 году нацисты «любезно» пригласили его возглавить их попытку создать атомное оружие. По этой причине между 1942 и 1945 годами Вернеру Гейзенбергу удалось руководить Физическим институтом кайзера Вильгельма в Берлине. Во время Второй мировой войны он работал с Отто Ханом, одним из первооткрывателей ядерного деления, сотрудничая в производстве ядерного реактора.

В течение многих лет существовали сомнения относительно того, провалился ли этот проект из-за того, что его участники просто не преуспели, или из-за того, что Гейзенберг и его сотрудники явно саботировали его, подозревая, что Адольф Гитлер мог сделать с бомбой. атомный.

В сентябре 1941 года Гейзенберг отправился в Данию, чтобы навестить Нильса Бора. В деянии, которое, по мнению нацистов, могло быть квалифицировано только как государственная измена и которое серьезно угрожало ему, Гейзенберг рассказал Бору о немецком проекте атомной бомбы и даже нарисовал ему чертеж реактора..

Гейзенберг знал, что Бор имел контакты за пределами неоккупированной Европы, и предлагал совместные усилия, чтобы что ученые из стран Оси и союзников отложили ядерные исследования до окончания войны. В июне 1942 года другой немецкий ученый Я. Ханс Д. Йенсен сказал Бору, что немецкие ученые работали не над ядерной бомбой, а только над реактором.

Гейзенберг и другие немецкие ученые всегда утверждали, что по моральным соображениям они не пытались создать нацистскую атомную бомбу., помимо того, что обстоятельства для этого не приводились. Эти заявления были осуждены учеными, участвовавшими в Манхэттенском проекте, заявив, что Гейзенберг на самом деле не изготовил немецкую атомную бомбу, ошибся в расчетах необходимого количества урана-235 и критической массы для поддержания реакция.

• Вам может быть интересно: «Психология конфликта: теории, объясняющие войны и насилие»

Гейзенберг перед лицом новых ядерных технологий

В конце войны в Европе и в рамках операции «Эпсилон» Гейзенберг вместе с другими учеными, включая Отто Хан, Карл Фридрих фон Вайцзеккер и Макс фон Лауэ были арестованы и помещены в загородный дом под названием Farm Hall в Англия. В этом доме-тюрьме были скрытые микрофоны, которые записывали все разговоры заключенных.

Находясь в этом доме 6 августа в шесть часов пополудни, Гейзенберг и его сокамерники услышали сообщение BBC об атомной бомбе в Хиросиме.. Следующей ночью Вернер Гейзенберг выступил со своими коллегами в виде отчета, который включал оценку приблизительно правильная критическая масса и требуется уран-235, в дополнение к конструктивным особенностям бомбить.

Эта речь считается доказательством того, что Гейзенберг действительно мог произвести такие вычисления, когда работал. для нацистской Германии, но он не хотел, что дает силу аргументу, что он на самом деле не создавал бомбу из-за возражений мораль.

Возможно, его фраза, которая лучше всего резюмирует его позицию по поводу окончательного использования атомной теории, в конечном итоге была следующей:

«Идеи не несут ответственности за то, что мужчины из них делают».

• Связанная статья: «Мария Кюри: биография новатора в области радиоактивности»

В последние годы

После окончательного окончания войны Гейзенберг был освобожден, и ему разрешили продолжить работу в области физики в его родной Германии. В 1946 году он был назначен директором Института Макса Планка, а позже организовал и возглавил Геттингенский институт физики и астрофизики., который был передан в 1958 году в Мюнхен.

В этом городе Гейзенберг сосредоточился на исследованиях теории элементарных частиц, структура атомного ядра, гидродинамика турбулентности, космические лучи и ферромагнетизм.

В 1970 году он был удостоен премии Зигмунда Фрейда за академическую прозу. Он умер несколько лет спустя, 1 февраля 1976 года в Мюнхене, в возрасте 74 лет.