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 ўклад у стварэнне квантавае механікі.
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
Жыццё і кар’ера
правіцьГайзенберг нарадзіўся ў Вюрцбургу (Германія) у сям’і настаўніка класічнай літаратуры Каспара Эрнеста Аўгуста Гайзенберга (ням.: Kaspar Ernst August Heisenberg) і Ані Фуклейн (ням.: Annie Wecklein).
У 1920—1923 гадах вывучаў матэматыку і фізіку ў 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 у 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
правіцьАдзін са стваральнікаў квантавай механікі. Лаўрэат Нобелеўскай прэміі па фізіцы (1932) за вялізны ўклад у развіццё квантавай механікі.
Суадносіны нявызначанасцяў
правіцьУ пачатку 1926 года пачалі публікавацца працы Эрвіна Шродзінгера па хвалевай механіке, дзе апісаны атамныя працэссы ў форме дыферэнцыальных ураўнанняў. Гейзенберг крытычна ставіўся да новай тэорыі і, асабліва, да яе першапачатковай інтэрпрэтацыі, якая мае справу з рэальнымі хвалямі, якія нясуць электрычны зарад[9]. І нават з’яўленне борнаўскай імавернаснай трактоўкі хвалевай функцыі не вырашыла праблему інтэрпрэтацыі самога фармалізму, то бок высвятлення сэнсу ўжытых у ім паняццяў. Патрэба ў вырашэнні гэтага пытання стала асабліва яснай у верасні 1926 года, пасля візіту Шродзінгера ў Капенгаген, дзе ён у працяглых дыскусіях з Борам і Гейзенбергам адстойваў карціну бесперапыннасці атамных з’яў і крытыкаваў ўяўленні пра дыскрэтнасць і квантавыя скачкі[10].
Зыходным пунктам у аналізе Гейзенберга стала ўсведамленне патрэбы карэктыроўкі класічных паняццяў («каардыната» і «імпульс»), каб іх можна было ўжываць ў мікрафізіцы, падобна 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 абмежавання на ўжыванне класічных паняццяў, выяўленым матэматычна ў выглядзе суадносін нявызначанасцяў: «чым дакладней вызначаны становішча, тым меней 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 пра прапановы Бора ў постскрыптуме. Артыкул «пра наглядны змест квантаватэарытычнай кінематыкі і механікі» з падрабязным выкладам прынцыпу нявызначанасці быў атрыманы 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 суадносіны нявызначанасцяў як матэматычны выраз той мяжы, да якога магчыма ўжыванне ўзаемна выключных (дадатковых) паняццяў. Акрамя таго, артыкул Гейзенберга прыцягнуў увагу фізікаў і філосафаў да канцэпцыі вымярэння, а таксама да новага, незвычайнага разумення прычыннасці, прапанаванага аўтарам: «… у моцнай фармулёўцы закона прычыннасці: „калі дакладна ведаць сучаснасць, можна прадказаць будучыню“, няслушная перадумова, а не заключэнне. Мы ў прынцыпе не можам даведацца сучаснасць ва ўсіх дэталях». Пазней, у 1929 годзе, ён увёў у квантавую тэорыю паняцце «калапс хвалевага пакета», якое стала адным з асноўных паняццяў у межах так званай «Капенгагенскай інтэрпрэтацыі» квантавай механікі.
Прыкладанні квантавай механікі
правіцьЗ’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 пэўных праблем. Сам Гейзенберг у сакавіку 1926 года скончыў сумесны з Ёрданам артыкул, які даў тлумачэнне анамальнага эфекту Зеемана з ужываннем гіпотэзы Гаўдсміта і Уленбека пра спін электрона. У наступных працах, напісаных ужо з ужываннем шродзінгераўскага фармалізму, ён разгледзеў сістэмы некалькіх часціц і паказаў важнасць меркаванняў сіметрыі станаў для разумення асаблівасцяў спектраў гелія (тэрмы пара- і артагелія), іёнаў літыя, двухатамных малекул, што дазволіла зрабіць выснову пра існаванні дзвюх алатропных формаў вадароду — орта- і паравадароду. Фактычна Гейзенберг незалежна прыйшоў да статыстыкі Фермі — Дзірака для сістэм, якія задавальняюць прынцып Паўлі.
У 1928 годзе Гейзенберг заклаў асновы квантавай тэорыі ферамагнетызма (мадэль Гейзенберга[11]), ужыўшы ўяўленне пра абменныя сілы паміж электронамі для тлумачэння так званага «малекулярнага поля», уведзенага П’ерам Вейсам яшчэ ў 1907 годзе[12]. Пры гэтым ключавую ролю адыгрываў адносны кірунак спінаў электронаў, які вызначаў сіметрыю прасторавай часткі хвалевай функцыі і, такім чынам, уплываў на прасторавае размеркаванне электронаў і электрастатычнае ўзаемадзеянне паміж імі. У 2-й палове 1940-х гадоў Гейзенберг распачаў няўдалую спробу пабудовы тэорыі звышправоднасці, у якой улічвалася толькі электрастатычнае ўзаемадзеянне паміж электронамі.
Зноскі
- ↑ а б MacTutor History of Mathematics archive — 1994. Праверана 22 жніўня 2017.
- ↑ а б Beyler R. Werner Heisenberg // Encyclopædia Britannica Праверана 9 кастрычніка 2017.
- ↑ Гейзенберг Вернер // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохорова — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969. Праверана 28 верасня 2015.
- ↑ а б в г д MacTutor History of Mathematics archive — 1994.
- ↑ Find a Grave — 1996.
- ↑ а б в г д е ё ж з і Kindred Britain
- ↑ geni.com — 2006.
- ↑ 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.
Спасылкі
правіць
На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Вернер Карл Гайзенберг- Развой квантавай механікі (англ.) — нобелеўская лекцыя Вернера Гайзенберга, 11 снежня 1933 г.
