Вернер Хайзенберг: биография и приноси в квантовата механика
Вернер Карл Хайзенберг (5 декември 1901 г. - 1 февруари 1976 г.) е немски физик. Получава Нобелова награда за физика за откритието си на квантовата механика. Той открива принципа на неопределеност на Хайзенберг, който показва, че съществува ограничение за това колко добре могат да бъдат измерени позицията и скоростта на една частица.
Биография
Вернер Хайзенберг e роден на 5 декември 1901 г. във Вюрцбург, Германия. Получава докторска степен по физика през 1923 г. при проф. Арнолд Зоммерфелд. Ранните му научни контакти включват работа с Макс Борн и Паскуал Джордан в Гьотинген, където през средата на 1920-те години участва в създаването на нови формализми за описанието на микросвета.
Научни приноси
- Материална (матрична) механика: През 1925 г. Хайзенберг публикува идеи, които с помощта на Борн и Джордан довеждат до т.нар. матрична механика — първата пълна формулировка на квантовата механика. Този подход използва матрици и оператори за описание на наблюдаваните величини и преходи между състояния.
- Принцип на неопределеността (1927): Хайзенберг формулира фундаментално ограничение за едновременното измерване на двойки свързани величини (напр. положение и импулс). На практиката това означава, че колкото по-точно се измери позицията на частицата, толкова по-неопределен става нейният импулс, и обратно. Този принцип има дълбоки философски и практични последици за нашето разбиране на природата.
- Принос към атомната и ядрената физика: Работите на Хайзенберг допринасят за развитието на теорията на ядрените процеси и разбирането на енергетичните нива в атомите.
- Философия на науката: Той е активен участник в дискусиите за интерпретацията на квантовата механика, като опитва да свърже математическите формализми с наблюдаемите явления и със смисъла на измерването.
Нобелова награда
За приносите си в създаването на квантовата механика Хайзенберг е удостоен с Нобелова награда за физика през 1932 г. (наградата често се цитира с формулировка за създаването на квантовата механика и нейните приложения).
Роля по време на Втората световна война
По време на Втората световна война Хайзенберг участва в германски изследователски проекти, насочени към ядрената физика (т.нар. "Uranverein" — уранов проект). Неговата роля и мотиви в този период са предмет на обсъждания и спорове сред историците на науката — някои учени смятат, че е работил за ускоряване на военни разработки, други — че е допринесъл за забавяне на военния напредък. В края на войната той и други водещи немски учени са задържани и интернирани в Англия (интернирването в „Farm Hall“), където записите и разговорите от времето дават допълнителна информация за знанията и намеренията на учените.
Следвоенна дейност и наследство
След войната Хайзенберг участва в възстановяването на германската научна инфраструктура и в развитието на физичното образование в страната. Продължава да работи по въпроси от квантовата теория, ядрената физика и теорията на полето, както и по философския аспект на физическите теории. Умира на 1 февруари 1976 г. в Мюнхен.
Защо е важен Хайзенберг
Влиянието на Хайзенберг върху модерната физика е многопластово: той поставя основите на математическата формулировка на квантовата теория, въвежда принципи, които ограничават класическите интуиции при описанието на микросвета, и участва активно в научните и обществените дискусии за ролята на физиката в съвременния свят. Имената му са свързани с ключови понятия и методи, които продължават да са в центъра на теоретичните и експерименталните изследвания.
За допълнителна информация и подробни биографии можете да потърсите специализирана литература и архивни материали за живота и работата на Вернер Хайзенберг.
Ранен живот
Хайзенберг е роден във Вюрцбург, Германия, като син на професор по византийска история. Учи физика в университета в Мюнхен. Един от учителите му е Арнолд Зомерфелд.
Хайзенберг е много добър ученик и му трябват само три години, за да завърши обучението си. След това написва докторска дисертация за движенията в потоците от течности ("Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmen" - "За стабилността и турбулентността на потоците от течности"). През 1924 г. става асистент на Макс Борн в университета в Гьотинген. През юни 1925 г. се възстановява от сенна хрема на остров Хелголанд и докато работи сам, прави решаващия пробив в квантовата механика. Обратно в Гьотинген, заедно с Макс Борн и Паскуал Йордан, те написват основната статия, която основава квантовата
През 1926-1927 г. Хайзенберг работи с Нилс Бор в университета в Копенхаген. През февруари 1927 г., докато Бор е на продължителна ски ваканция, той изобретява принципа на неопределеността и публикува статията "Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik" - "За визуализираното съдържание на квантовотеоретичната кинематика и механика".
На 26-годишна възраст Хайзенберг става професор по теоретична физика в Лайпцигския университет.
Нобеловата награда му е присъдена, когато е на 31 години.
През 1937 г. се жени за Елизабет Шумахер. Имат седем деца, като един от синовете им е известен като невробиолог и генетик - Мартин Хайзенберг.
Хайзенберг, 1926 г., Гьотинген
Война и по-късно
По време на Втората световна война, от 1939 до 1945 г., Вернер Хайзенберг е призован да работи по германския уранов проект. Проектът е насочен към създаване на ядрен реактор и не води до създаване на ядрени оръжия, вероятно защото Хайзенберг не е искал това. Някои историци предполагат, че е имало надпревара между миниатюрния германски уранов проект и огромния американски проект "Манхатън". Ханс А. Бете, директор на теоретичния отдел на проекта "Манхатън" в Лос Аламос, твърди, че това не е вярно. Едуард Телър, бащата на американската водородна бомба, казва, че Хайзенберг е саботирал германския проект.
След войната от май 1945 г. до януари 1946 г. е държан като затворник във Farm Hall в Англия, където британците и американците държат десет германски ядрени учени.
По-късно работи в областта на физиката на елементарните частици, главно в Западна Германия, и помага за създаването на Европейската лаборатория по физика на елементарните частици CERN в Женева, Швейцария. През април 1957 г. подписва декларация заедно със 17 германски физици, че никога няма да участват в създаването на ядрени оръжия. През 1958 г. неговият Институт по физика "Макс Планк" е преместен от Гьотинген в Мюнхен.
Умира в Мюнхен, Германия, през 1976 г. на 74-годишна възраст.
| Носители на Нобелова награда за физика | |
| 1901-1925 | Рьонтген (1901 г.) - Лоренц / Зееман (1902 г.) - Бекерел / П. Кюри / М. Кюри (1903 г.) - Рейли (1904 г.) - Ленард (1905 г.) - Томсън (1906 г.) - Майкелсън (1907 г.) - Липман (1908 г.) - Маркони / Браун (1909 г.) - ван дер Ваалс (1910 г.) - Виена (1911 г.) - Дален (1912 г.) - Камерлинг Онес (1913 г.) - Лауе (1914 г.) - В. Л. Браг / У. Х. Браг (1915) - Баркла (1917) - Планк (1918) - Старк (1919) - Гийом (1920) - Айнщайн (1921) - Н. Бор (1922) - Миликан (1923) - М. Зигбан (1924) - Франк / Херц (1925) |
| 1926-1950 | Перин (1926 г.) - Комптън / К. Уилсън (1927 г.) - О. Ричардсън (1928 г.) - Дьо Бройл (1929 г.) - Раман (1930 г.) - Хайзенберг (1932 г.) - Шрьодингер / Дирак (1933 г.) - Чадуик (1935 г.) - Хес / К. Д. Андерсън (1936 г.) - Дейвисън / Томсън (1937 г.) - Ферми (1938 г.) - Лорънс (1939 г.) - Стърн (1943 г.) - Раби (1944 г.) - Паули (1945 г.) - Бриджман (1946 г.) - Епълтън (1947 г.) - Блакет (1948 г.) - Юкава (1949 г.) - Пауъл (1950 г.) |
| 1951-1975 | Cockcroft / Walton (1951) - Bloch / Purcell (1952) - Zernike (1953) - Born / Bothe (1954) - Lamb / Kusch (1955) - Shockley / Bardeen / Brattain (1956) - Yang / T. D. Lee (1957) - Cherenkov / Frank / Tamm (1958) - Segrè / Chamberlain (1959) - Glaser (1960) - Hofstadter / Mössbauer (1961) - Landau (1962) - Wigner / Goeppert-Mayer / Jensen (1963) - Townes / Basov / Prokhorov (1964) - Tomonaga / Schwinger / Feynman (1965) - Kastler (1966) - Bethe (1967) - Alvarez (1968) - Gell-Mann (1969) - Alfvén / Néel (1970) - Gabor (1971) - Bardeen / Cooper / Schrieffer (1972) - Esaki / Giaever / Josephson (1973) - Ryle / Hewish (1974) - A. Бор / Мотелсън / Рейнуотър (1975 г.) |
| 1976-2000 | Рихтер / Тинг (1976 г.) - П. У. Андерсън / Мот / Ван Влек (1977 г.) - Капица / Пензиас / Р. Уилсън (1978 г.) - Глашов / Салам / Вайнберг (1979 г.) - Кронин / Фич (1980 г.) - Блумберген / Шаулов / К. Зигбан (1981 г.) - К. Wilson (1982) - Chandrasekhar / Fowler (1983) - Rubbia / van der Meer (1984) - von Klitzing (1985) - Ruska / Binnig / Rohrer (1986) - Bednorz / Müller (1987) - Lederman / Schwartz / Steinberger (1988) - Ramsey / Dehmelt / Paul (1989) - Friedman / Kendall / R. Taylor (1990) - de Gennes (1991) - Charpak (1992) - Hulse / J. Taylor (1993) - Brockhouse / Shull (1994) - Perl / Reines (1995) - D. Lee / Osheroff / R. Richardson (1996) - Chu / Cohen-Tannoudji / Phillips (1997) - Laughlin / Störmer / Tsui (1998) - 't Hooft / Veltman (1999) - Alferov / Kroemer / Kilby (2000) |
| от 2001 г. до момента | Корнел / Кетърле / Виман (2001 г.) - Дейвис / Кошиба / Джакони (2002 г.) - Абрикосов / Гинзбург / Легет (2003 г.) - Грос / Полицер / Вилчек (2004 г.) - Глаубер / Хол / Хенш (2005 г.) - Mather / Smoot (2006 г.) - Fert / Grünberg (2007 г.) - Nambu / Kobayashi / Maskawa (2008 г.) - Kao / Boyle / Smith (2009 г.) - Geim / Novoselov (2010 г.) - Perlmutter / Riess / Schmidt (2011 г.) - Wineland / Haroche (2012 г.) - Englert / Higgs (2013 г.) - Akasaki / Amano / Nakamura (2014 г.) - Kajita / McDonald (2015 г.) - Thouless / Haldane / Kosterlitz (2016 г.) - Weiss / Barish / Thorne (2017 г.) - Ashkin / Mourou / Strickland (2018 г.) - Mayor / Peebles / Queloz (2019 г.) - Penrose / Genzel / Ghez (2020 г.) - Manabe / Hasselmann / Parisi (2021 г.) - Aspect / Clauser / Zeilinger (2022 г.) |
| Категория:Носители на Нобелова награда за физика - | |
| Контрол от страна на органа | |
| Обща информация |
|
| Национални библиотеки |
|
| Научни бази данни |
|
| Други |
|
Въпроси и отговори
В: Кой беше Вернер Карл Хайзенберг?
О: Вернер Карл Хайзенберг е германски физик, който получава Нобелова награда за физика за откриването на квантовата механика.
В: Какво е открил Хайзенберг?
О: Хайзенберг открива принципа на неопределеност на Хайзенберг, който показва, че има ограничение за това колко добре могат да бъдат измерени позицията и скоростта на една частица.
В: Кога е роден Вернер Карл Хайзенберг?
О: Вернер Карл Хайзенберг е роден на 5 декември 1901 г.
В: Кога печели Нобеловата награда за физика?
О: Получава Нобелова награда за физика за откритието си на квантовата механика.
В: Кога умира?
О: Той умира на 1 февруари 1976 г.
Въпрос: Какво представлява принципът на неопределеност на Хайзенберг?
О: Принципът на неопределеност на Хайзенберг гласи, че има ограничение за това колко добре могат да бъдат измерени позицията и скоростта на една частица.
