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.
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
Жыццё і кар’ераПравіць
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 навукуПравіць
Адзін з стваральнікаў квантавай механікі. Лаўрэат Нобелеўскай прэміі па фізіцы (1932, за вялізны ўклад у развіццё квантавай механікі.
Суадносіны нявызначанасцяўПравіць
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[6]. 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[7].
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 механікіПравіць
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[8]), выкарыстаўшы ўяўленне аб абменных сілах паміж электронамі для тлумачэння так званага «малекулярнага поля», уведзенага П'ерам Вейсам яшчэ ў 1907 годзе[9]. 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.
Зноскі
- ↑ 1,0 1,1 data.bnf.fr: платформа адкрытых дадзеных — 2011. Праверана 10 кастрычніка 2015.
- ↑ 2,0 2,1 MacTutor History of Mathematics archive Праверана 22 жніўня 2017.
- ↑ 3,0 3,1 Werner Heisenberg // Encyclopædia Britannica Праверана 9 кастрычніка 2017.
- ↑ Гейзенберг Вернер // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969. Праверана 28 верасня 2015.
- ↑ http://www.pas.va/content/accademia/en/academicians/deceased/heisenberg.html
- ↑ М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. — С. 262, 266—267.
- ↑ М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. — С. 313—314.
- ↑ А. К. Звездин. Модель Гейзенберга // Физическая энциклопедия. — 1988. — Т. 1. — С. 422.
- ↑ М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. — С. 351.
СпасылкіПравіць
На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Вернер Карл Гайзенберг- Развой квантавай механікі(англ.) — нобелеўская лекцыя Вернера Гайзенберга, 11 снежня 1933 г.
