Мир природы Карта сайта Правила работы с сайтом Наши авторы
Введение Новости Заповедники
2017
  Март  
пн вт ср чт пт сб вс
27 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2
25 Марта 1420

В южной Чехии крестьянское ополчение одержало победу над войском императора Сигизмунда

25 Марта 1997

У берегов Эквадора обнаружен легендарный морской клад

Люди и наука

Карл Гейзенберг

Вернер Карл Гейзенберг Вернер Карл Гейзенберг

Вернер Карл Гейзенберг (нем. Werner Karl Heisenberg) - немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1932). Член ряда академий и научных обществ мира.

Когда-то ходил такой анекдот. Один физик жалуется другому: "У меня с женой, соотношение неопределенностей: когда я знаю, куда она ушла, то не знаю с кем, А когда знаю, с кем, то не знаю куда". Шутки шутками, но эта "бородатая" присказка довольно точно отражает суть соотношения между координатой и импульсом элементарной частицы, открытого немецким физиком Вернером Карлом Гейзенбергом.

Он родился 5 декабря 1901 года в городе Вюрцбурге. Его отец Август Гейзенберг был профессором древнегреческого языка. Когда Гейзенберга-старшего пригласили читать лекции в Мюнхенском университете, вся семья переехала в столицу Баварии.

Уже в гимназические годы Вернер Гейзенберг обнаружил многостороннюю одаренность.

Юноша обладал способностью к языкам, прекрасно знал древнегреческий (что, впрочем, неудивительно) и латынь, зачитывался трактатами античных философов, конечно, в оригинале. Он прекрасно играл на нескольких музыкальных инструментах и был незаурядным спортсменом. А его математические способности учителя считали просто выдающимися. Точные науки победили при выборе профессии: в 1920 году Вернер поступил на физический факультет Мюнхенского университета.

Уже в 1923 году Вернер Гейзенберг, которому было тогда всего двадцать два года, защитил докторскую диссертацию, посвященную некоторым аспектам квантовой теории. Успехи талантливого студента поражали даже видавшего виды знаменитого профессора Мюнхенского университета Арнольда Зоммерфельда, под руководством которого работал Вернер.

Юный доктор Гейзенберг был приглашен самим Максом Борном в Геттингенский университет, где стал личным ассистентом этого известнейшего физика. Именно в Геттингене Вернер выполнил одну из своих важнейших научных работ об интенсивностях спектральных линий. Статья была опубликована в 1925 году и стала первым шагом на пути создания новой физической теории - квантовой механики.

Блестящая идея, пришедшая в голову Гейзенберга, состояла в том, чтобы рассматривать квантовые события как явления на совершенно ином уровне, чем в классической физике.

Он подошел к ним как к явлениям, не допускающим точного наглядного представления, например с помощью картины обращающихся по орбитам электронов.

Вместо наглядных образов Гейзенберг предложил абстрактное, чисто математическое представление, основанное на использовании "принципиально наблюдаемых" величин, таких, как частоты спектральных линий.

Вернер понял, что квантовые явления требуют абсолютно иных принципов рассмотрения, отличных от тех, к которым привыкла классическая физика. По мнению Гейзенберга, уже сама "картинка" вращающихся вокруг ядра электронов была очень приблизительной. Вместо наглядных образов должны действовать их математические аналоги, связанные с экспериментально наблюдаемыми проявлениями, например, с такими, как частота спектральных линий, пространственные координаты. Гейзенберг вывел уравнения, в которые входили таблицы этих экспериментально наблюдаемых величин, и определил правила, которые следует соблюдать, производя над таблицами различные математические операции. Эти таблицы были матрицами, и операции над ними следовало производить по принципам матричной алгебры. Так Гейзенберг ввел математический аппарат в квантовую физику.

В 1927 г. Гейзенберг стал профессором теоретической физики Лейпцигского университета. Вершиной научного творчества Вернера Гейзенберга стало открытие в 1927 году соотношения неопределенностей. Размышляя о понятиях координаты и импульса частицы, ученый пришел к выводу, что невозможно одновременно точно измерить координату и импульс: чем точнее измеряешь координату электрона, тем менее определенным делается его импульс. Эти два понятия дополняют друг друга. Соотношение неопределенностей с точки зрения классической физики кажется понятием совершенно необычным.

На основании выделенных уравнений Гейзенберг предсказал существование двух форм молекулы водорода Н2, в одной из которых ядерные спины -то есть направление вращения микрочастиц в атомном ядре - одинаковы, а в другой, наоборот, противоположны. Вскоре эта гипотеза была экспериментально доказана в ходе изучения линейчатых спектров молекулы водорода.

В Лейпцигском университете Гейзенберг оставался до 1941 г. За время своего пребывания в Лейпциге он выполнил важные работы по ферромагнетизму (виду магнетизма, свойственному таким сильно магнитным материалам, как железо) и квантовой электродинамике (последние – в соавторстве с Вольфгангом Паули). Сразу же после открытия Джеймсом Чедвиком нейтрона в 1932 г. Гейзенберг высказал гипотезу, согласно которой атомные ядра должны состоять из протонов и нейтронов, удерживаемых силами ядерного обменного взаимодействия.

В 1932 году Гейзенбергу была присуждена, а в 1933 году - вручена Нобелевская премия по физике "за создание квантовой механики, применение которой привело, помимо прочего, к открытию аллотропических форм водорода".

В 1937 г. Гейзенберг вступил в брак с Элизабет Шумахер. У них родилось четыре дочери и трое сыновей. Будучи превосходным пианистом, Гейзенберг часто играл в камерных ансамблях с членами своей семьи.

В 1941 г. Гейзенберг был назначен профессором физики Берлинского университета и директором Физического института кайзера Вильгельма. Хотя Гейзенберг не был сторонником нацистского режима, он, тем не менее, возглавил германский проект по атомным исследованиям.

Американские физики, знавшие способности Гейзенберга, опасались, что он может создать для Германии бомбу, над которой они работали в США. Гейзенберг надеялся получить ядерную энергию, но некомпетентность правительства, его недальновидность, изгнание ученых-евреев и отчужденность со стороны многих других создали настолько серьезные препятствия на пути исследований, что участники германского атомного проекта не смогли построить даже ядерный реактор.

После окончания войны Гейзенберг в числе других немецких физиков был взят в плен и интернирован в Великобританию. В Германию он вернулся в 1946 г. и занял пост профессора физики Геттингенского университета и директора Института Макса Планка (бывшего Физического института кайзера Вильгельма).

Исполняя эти высокие обязанности, Гейзенберг участвовал в программе получения ядерной энергии. Он выступал с публичной критикой канцлера ФРГ Конрада Аденауэра за неадекватное финансирование ядерной технологии правительством. Гейзенберг был среди тех ученых, которые предупреждали мир об опасности ядерной войны. Он принадлежал к числу противников вооружения бундесвера ядерным оружием.

Гейзенберг выполнил также ряд исследований по теории гидродинамической турбулентности, сверхпроводимости и теории элементарных частиц.

Карл Гейзенберг был награжден золотой медалью Барнарда "За выдающиеся научные заслуги" Колумбийского университета (1929), золотой медалью Маттеуччи Национальной академии наук Италии (1929), медалью Макса Планка Германского физического общества (1933), бронзовой медалью Национальной академии наук США (1964), международной золотой медалью Нильса Бора Датского общества инженеров-строителей, электриков и механиков (1970).

Великий немецкий ученый был удостоен почетных степеней университетов Брюсселя, Будапешта, Копенгагена, Загреба и Технического университета в Карлсруэ, состоял членом академий наук Норвегии, Геттингена, Испании, Германии и Румынии, а также Лондонского королевского общества, Американского философского общества, Нью-Йоркской академии наук, Королевской ирландской академии и Японской академии.

В последние годы жизни гениальный теоретик пытался создать единую теорию поля, которая должна была объединить все типы фундаментальных взаимодействий и характеристики всех элементарных частиц. Эта грандиозная задача не решена до сих пор, хотя есть сведения, что американский физик-теоретик Стивен Хокинг близок к завершению этой работы.

Гейзенберг скончался 1 февраля 1976 г. в Мюнхене. В день его памяти коллеги и ученики собираются послушать органную музыку, которую так любил Гейзенберг. Старинный инструмент, на котором частенько играл сам ученый, звучит в этот день особенно торжественно.

Наши контакты:


Энциклопедия для детей. Мир природы.
Спасибо, что вы с нами!

Skype: geoserenity
Контактный телефон: +7 (8903) 712-11-74
Email: scirent@mail.ru