Вернер Карл Гайзенберг

З пляцоўкі Вікіпедыя
Jump to navigation Jump to search
Вернер Карл Гайзенберг
Werner Karl Heisenberg
Bundesarchiv Bild183-R57262, Werner Heisenberg.jpg
Дата нараджэння 5 снежня 1901(1901-12-05)[1][2][…]
Месца нараджэння
Дата смерці 1 лютага 1976(1976-02-01)[1][2][…] (74 гады)
Месца смерці
Месца пахавання
Грамадзянства
Бацька August Heisenberg[d][7]
Маці Annie Heisenberg[d][7]
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
Альма-матар
Навуковы кіраўнік Арнольд Зомерфельд
Вядомыя вучні Карл фон Вайцзекер
Эдвард Тэлер
Фелікс Блох
Рудольф Паерлс
Вядомы як адзін са стваральнікаў квантавай механікі
Член у
Узнагароды
Подпіс Подпіс
Commons-logo.svg Вернер Карл Гайзенберг на Вікісховішчы

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.

Жыццё і кар’ера[правіць | правіць зыходнік]

Гайзенберг 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[правіць | правіць зыходнік]

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

Суадносіны нявызначанасцяў[правіць | правіць зыходнік]

У 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.

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[правіць | правіць зыходнік]

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 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

  1. 1,0 1,1 Bibliothèque nationale de France data.bnf.fr: платформа адкрытых дадзеных — 2011. Праверана 10 кастрычніка 2015.
  2. 2,0 2,1 MacTutor History of Mathematics archive Праверана 22 жніўня 2017.
  3. 3,0 3,1 Werner Heisenberg // Encyclopædia Britannica Праверана 9 кастрычніка 2017.
  4. Гейзенберг Вернер // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохорова — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969. Праверана 28 верасня 2015.
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 MacTutor History of Mathematics archive
  6. Find a Grave — 1995.
  7. 7,0 7,1 Kindred Britain
  8. http://www.pas.va/content/accademia/en/academicians/deceased/heisenberg.html
  9. М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. — С. 262, 266—267.
  10. М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. — С. 313—314.
  11. А. К. Звездин. Модель Гейзенберга // Физическая энциклопедия. — 1988. — Т. 1. — С. 422.
  12. М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. — С. 351.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]