Вернер Гейзенберг — немецкий физик¶

Вернер Гейзенберг (нем. Werner Karl Heisenberg; 5 декабря 1901, Вюрцбург — 1 февраля 1976, Мюнхен) — немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике (1932) «за создание квантовой механики». Автор принципа неопределённости Гейзенберга и матричной формулировки квантовой теории.

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Вернер Карл Гейзенберг родился в семье профессора филологии Ганса Гейзенберга и его жены Анны, дочери профессора. С ранних лет проявлял способности к математике и музыке — играл на фортепиано. В 1920 году поступил в Мюнхенский университет, где изучал физику под руководством Арнольда Зоммерфельда. В 1923 году защитил диссертацию по гидродинамике (теория турбулентности) и получил степень доктора наук.

После Мюнхена работал ассистентом Макса Борна в Гёттингенском университете, затем стажировался в Копенгагене у Нильса Бора, с которым сложились длительные научные и личные отношения. В 1927 году стал профессором Лейпцигского университета, в 1941 году — директором Института квантовой физики в Берлине.

¶Научная деятельность

Основные работы Гейзенберга относятся к периоду 1925—1927 годов, когда он заложил фундамент квантовой механики:

• Матричная механика (1925). В статье «О квантовомтеоретическом истолковании кинематических и механических отношений» Гейзенберг предложил новый формализм, в котором физические величины описываются нечисловыми массивами (матрицами). Работа была развита совместно с Максом Борном и Паскуалем Йорданом («трёхстатьевый вклад»).
• Принцип неопределённости (1927). Гейзенберг сформулировал соотношение неопределённостей, согласно которому одновременное точное измерение пары сопряжённых величин (например, координаты и импульса) невозможно: Δx·Δp ≥ ħ/2. Этот результат стал одним из центральных принципов квантовой механики.
• Ядерная физика. В 1932 году предложил модель ядерных сил, ввёв понятие обменного взаимодействия (обменного механизма) между нуклонами, объяснив, почему протоны и нейтроны удерживаются в ядре.
• Теория ферромагнетизма. Развил квантовую теорию обменного взаимодействия в ферромагнетиках (модель Гейзенберга).

¶Урановый проект

В годы Второй мировой войны Гейзенберг возглавлял немецкую программу по изучению ядерной энергии — так называемый «Урановый проект». В 1944 году был арестован британской разведкой и интернирован в Фарм-Холл (Кембриджшир), где союзники прослушивали разговоры заключённых физиков. Обстоятельства работы Гейзенберга над немецким ядерным оружием остаются предметом исторических дискуссий: в мемуарах он утверждал, что сознательно саботировал создание оружия, тогда как часть историков полагает, что расчёты критической массы просто не были завершены.

После войны Гейзенберг возглавил Институт физики Общества Макса Планка в Гёттингене (1946), а затем в 1958 году — Институт физики и астрофизики в Мюнхене. В 1949—1952 годах был президентом Ассоциации немецких научно-исследовательских обществ, в 1955—1957 годах — президентом Общества Макса Планка. Активно выступал за мирное использование атомной энергии и участие Германии в европейских научных программах, включая создание ЦЕРН.

¶Признание

В 1932 году Гейзенбергу была присуждена Нобелевская премия по физике (вручена в 1933 году). Среди других наград — премия Макса Планка (1933), медаль Маттеуччи (1938), премия Гёте (1942), Орден «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия». Был иностранным членом Академии наук СССР (1964), а также членом ряда академий и научных обществ.

¶Философские взгляды

Гейзенберг неоднократно размышлял о философских последствиях квантовой механики. В книге «Физика и философия» (1958) изложил интерпретацию квантовой теории, близкую к позиции Бора (Копенгагенская интерпретация), подчёркивая роль наблюдателя и границы применимости классических понятий в микромире. В автобиографии «Часть и целое» (1969) описал историю развития квантовой теории и свои отношения с Бором, Эйнштейном и другими физиками.

¶Память

Именем Гейзенберга названы ряд физических понятий и объектов: принцип неопределённости, модель Гейзенберга в теории ферромагнетизма, матричная механика, а также астероид 12043 Heisenberg. Его биография и участие в урановом проекте легли в основу пьесы Майкла Фрейна «Копенгаген» (1998) и одноимённого фильма (2002).

¶Источники

• Heisenberg W. «Quantum Theory and Its Interpretation» // Niels Bohr: A Centenary Volume. — Cambridge, 1987.
• Heisenberg W. «Physics and Philosophy». — London: Allen & Unwin, 1958.
• Heisenberg W. «Der Teil und das Ganze». — München: Piper, 1969.
• Cassidy D. C. «Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg». — New York: Freeman, 1992.
• Борн М. «Физика в жизни моего поколения». — М.: Наука, 1963.