Вернер Карл Гайзенберг

Вернер Карл Гайзенберг (ням.: Werner Karl Heisenberg; 5 снежня 1901, Вюрцбург, Германія — 1 лютага 1976, Мюнхен, Германія) — нямецкі фізік-тэарэтык, лаўрэат Нобелеўскай прэміі па фізіцы (1932), за фундаментальны ўнёсак у стварэнне квантавае механікі.

Вернер Карл Гайзенберг
Werner Karl Heisenberg
Дата нараджэння	5 снежня 1901(1901-12-05)[…]
Месца нараджэння	Вюрцбург, Каралеўства Баварыя, Германская імперыя
Дата смерці	1 лютага 1976(1976-02-01)[…] (74 гады)
Месца смерці	Мюнхен, Баварыя, ФРГ
Месца пахавання	могілкі Вальдфрыдгоф у Мюнхене[d]
Грамадзянства	Германская імперыя  Веймарская рэспубліка  Трэці рэйх  ФРГ
Бацька	August Heisenberg[d]
Маці	Annie Heisenberg[d]
Жонка	Elisabeth Heisenberg[d]
Дзеці	Jochen Heisenberg[d], Martin Heisenberg[d], (Anna) Maria Heisenberg[d], Wolfgang Heisenberg[d], Christine Mann[d], Barbara Heisenberg[d] і Verena Heisenberg[d]
Род дзейнасці	фізік-тэарэтык, альпініст, навуковы работнік, пісьменнік-дакументаліст, выкладчык універсітэта, матэматык, фізік, вучоны-ядзершчык
Навуковая сфера	Тэарэтычная фізіка
Месца працы	Гётынгенскі ўніверсітэт Лейпцыгскі ўніверсітэт Інстытут фізікі кайзера Вільгельма (Берлін) Берлінскі ўніверсітэт Фізічны інстытут (Гётынген) Інстытут фізікі і астрафізікі (Мюнхен) Мюнхенскі ўніверсітэт
Альма-матар	Мюнхенскі ўніверсітэт Людвіга-Максіміліяна (1923) Maximiliansgymnasium München[d] (1920)
Навуковы кіраўнік	Арнольд Зомерфельд
Вядомыя вучні	Карл фон Вайцзекер Эдвард Тэлер Фелікс Блох Рудольф Паерлс
Вядомы як	адзін са стваральнікаў квантавай механікі
Член у	Лонданскае каралеўскае таварыства Пруская акадэмія навук Акадэмія навук ГДР Саксонская акадэмія навук[d] (1 кастрычніка 1942) Леапальдзіна[d] Нацыянальная акадэмія дэі Лінчэі Папская акадэмія навук Баварская акадэмія навук Гётынгенская акадэмія навук[d] Göttingen Eighteen[d] Шведская каралеўская акадэмія навук Нідэрландская каралеўская акадэмія навук Амерыканская акадэмія мастацтваў і навук Баварская акадэмія прыгожых мастацтваў[d] Саксонская акадэмія навук[d] Нацыянальная акадэмія навук ЗША
Узнагароды	Нобелеўская прэмія па фізіцы (1932)
Подпіс
Вернер Карл Гайзенберг на Вікісховішчы

Жыццё і кар’ера

Гайзенберг нарадзіўся ў Вюрцбургу, (Германія) у сям’і настаўніка класічнай літаратуры Каспара Эрнеста Аўгуста Гайзенберга (ням.: Kaspar Ernst August Heisenberg) і яго жонкі Анні Фуклейн (ням.: Annie Wecklein).

Ён вывучаў матэматыку і фізіку з 1920 па 1923 гадах у Мюнхенскім (ням.: Ludwig-Maximilians-Universität München) і Гётынгенскім універсітэтах (ням.: Georg-August-Universität Göttingen). У Мюнхене яго навуковымі кіраўнікамі былі Арнольд Зомерфельд і Вільгельм Вен, у Гётынгене — Макс Борн і Джэймс Франк, матэматыку ён вывучаў з дапамогай Давіда Гільберта. Дактарат скончыў у 1923 годзе пад кіраўніцтвам Арнольда Зомерфельда. Хабілітацыю прайшоў у 1924 годзе ў Гётынгене пад кіраўніцтвам Макса Борна.

Уклад у навуку

Адзін з стваральнікаў квантавай механікі. Лаўрэат Нобелеўскай прэміі па фізіцы (1932, за вялізны ўклад у развіццё квантавай механікі.

Суадносіны нявызначанасцяў

У пачатку 1926 года пачалі друкавацца работы Эрвіна Шродзінгера па хвалевай механіке, дзе былі апісаны атамныя працэссы ў форме дыфферэнцыальных ураўнанняў. Гейзенберг крытычна паставіўся да новай тэорыі і, асабліва, да яе першапачатковай інтэрпрэтацыі як якая мае справу з рэальнымі хвалямі, якія нясуць электрычны зарад. І нават з'яўленне борновской імавернаснай трактоўкі хвалевай функцыі не вырашыла праблему інтэрпрэтацыі самога фармалізму, то ёсць высвятлення сэнсу выкарыстоўваюцца ў ім паняццяў. Неабходнасць вырашэння гэтага пытання стала асабліва яснай у верасні 1926 года, пасля візіту Шредингера ў Капенгаген, дзе ён у доўгіх дыскусіях з Борам і Гейзенбергам адстойваў карціну бесперапыннасці атамных з'яў і крытыкаваў ўяўленні аб дыскрэтнасці і квантавых скачках.

Зыходным пунктам у аналізе Гейзенберга стала ўсведамленне неабходнасці скарэктаваць класічныя паняцці (такія, як «каардыната» і «імпульс»), каб іх можна было выкарыстоўваць у микрофизике, падобна таму, як тэорыя адноснасці скарэктавала паняцці прасторы і часу, надаўшы тым самым сэнс фармалізму пераўтварэнняў Лорэнца.

• 

  Удзельнікі Сальвееўскага кангрэса 1927 года, на якім абмяркоўваліся праблемы інтэрпрэтацыі квантавай механікі. Гейзенберг стаіць трэці справа

Выхад з сітуацыі ён знайшоў у накладанні абмежаванні на выкарыстанне класічных паняццяў, выяўленым матэматычна ў выглядзе суадносін нявызначанасцяў: «чым дакладней вызначана становішча, тым менш дакладна вядомы імпульс, і наадварот». Свае высновы ён прадэманстраваў вядомым разумовым эксперыментам з Гама-мікраскопам. Атрыманыя вынікі Гейзенберг выклаў у 14-старонкавым лісце Паўлі, які высока іх ацаніў. Бор, які вярнуўся з адпачынку ў Нарвегіі, быў не зусім задаволены і выказаў шэраг заўваг, але Гейзенберг адмовіўся ўносіць змены ў свой тэкст, згадаўшы аб прапановах Бора ў постскрыптуме. Артыкул "аб наглядным змесце квантовотеоретической кінематыкі і механікі" з падрабязным выкладаннем прынцыпу нявызначанасці была атрымана рэдакцыяй Zeitschrift für Physik 23 сакавіка 1927 года.

Прынцып нявызначанасці не толькі адыграў важную ролю ў развіцці інтэрпрэтацыі квантавай механікі, але і падняў шэраг філасофскіх праблем. Бор звязаў яго з больш агульнай канцэпцыяй дадатковасці, якая развівалася ім у гэты ж час: ён тлумачыў суадносін нявызначанасцяў як матэматычнае выраз той мяжы, да якога магчыма выкарыстанне ўзаемна выключаюць (дадатковых) паняццяў. Акрамя таго, артыкул Гейзенберга прыцягнула ўвагу фізікаў і філосафаў да канцэпцыі вымярэння, а таксама да новага, незвычайнага разумення прычыннасці, прапанаванаму аўтарам: «... у моцнай фармулёўцы закона прычыннасці: „калі дакладна ведаць сучаснасць, можна прадказаць будучыню“, няправільная перадумова, а не заключэнне. Мы ў прынцыпе не можам даведацца сучаснасць ва ўсіх дэталях". Пазней, у 1929 годзе, ён увёў у квантавую тэорыю тэрмін "калапс хвалевага пакета", які стаў адным з асноўных паняццяў у рамках так званай "Капенгагенскай інтэрпрэтацыі" квантавай механікі.

Прыкладанні квантавай механікі

З'яўленне квантавай механікі (спачатку ў матрычнай, а затым у хвалевай форме), адразу ж прызнанай навуковай супольнасцю, стымулявала хуткі прагрэс у развіцці квантавых уяўленняў, вырашэнні шэрагу канкрэтных праблем. Сам Гейзенберг у сакавіку 1926 скончыў сумесную з Йорданом артыкул, якая дала тлумачэнне анамальнага эфекту Зеемана з выкарыстаннем гіпотэзы Гаўдсміту і Уленбека аб спіне электрона. У наступных працах, напісаных ужо з выкарыстаннем шредингеровского фармалізму, ён разгледзеў сістэмы некалькіх часціц і паказаў важнасць меркаванняў сіметрыі станаў для разумення асаблівасцяў спектраў гелія (тэрмы пара - і артагелія), іёнаў літыя, двухатомных малекул, што дазволіла зрабіць выснову аб існаванні двух алатропных формаў вадароду — орта - і паравадароду. Фактычна Гейзенберг незалежна прыйшоў да статыстыцы Фермі — Дірака для сістэм, якія задавальняюць прынцыпу Паўлі.

У 1928 годзе Гейзенберг заклаў асновы квантавай тэорыі ферамагнэтызма (мадэль Гайзенберга), выкарыстаўшы ўяўленне аб абменных сілах паміж электронамі для тлумачэння так званага «малекулярнага поля», уведзенага П'ерам Вейсам яшчэ ў 1907 годзе. Пры гэтым ключавую ролю адыгрывала адноснае кірунак спіной электронаў, якое вызначала сіметрыю прасторавай часткі хвалевай функцыі і, такім чынам, уплывала на прасторавае размеркаванне электронаў і электрастатычнае ўзаемадзеянне паміж імі. У другой палове 1940-х гадоў Гейзенберг распачаў няўдалую спробу пабудовы тэорыі звышправоднасці, у якой улічвалася толькі электрастатычнае ўзаемадзеянне паміж электронамі.

Спасылкі

• На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Вернер Карл Гайзенберг
• Развой квантавай механікі(англ.)  — нобелеўская лекцыя Вернера Гайзенберга, 11 снежня 1933 г.