Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Посетите Сервер по Физике Обратите внимание!
 
  Наука >> Физика >> Общие вопросы >> История физики | Биографии ученых
 Посмотреть комментарии[1]  Добавить новое сообщение
Красота физики в уродливом мире. Красота физики в уродливом мире.
7.12.2001 20:19 | Phys.Web.Ru, И.Н.Мягкова
    5 декабря 2001 года исполнилось 100 лет со дня рождения великого физика-теоретика Вернера Гейзенберга.
Даже среди когорты блестящих ученых-физиков двадцатого века найдется, пожалуй, не так много фигур столь же ярких и неоднозначных, как один из создателей квантовой механики, автор принципа неопределенности, выдающийся немецкий физик Вернер Гейзенберг.
Вернер Карл Гейзенберг (Heisenberg) родился 5 декабря 1901 года в городе Вюрцбург, расположенном в северной Баварии. Вернеру было девять лет, когда его отец занял пост профессора греческого в Мюнхенском университете и семья переехала в Мюнхен. Блестяще закончив среднюю школу, Вернер Гейзенберг осенью 1920 года поступает в Мюнхенский университет, где в 1922 году начинает свою научную карьеру под руководством Арнольда Зоммерфельда, известного ученого и учителя многих знаменитых физиков того времени. Зоммерфельд высоко оценил своего нового ученика, свидетельством тому служат слова: написанные им летом 1922 года в письме к своему бывшему ученику Паулю Эпштейну, профессору теоретической физики Калифорнийского Технологического Института: "Я ожидаю огромных достижений от Гейзенберга, который, я думаю, является наиболее одаренным среди всех моих учеников, включая Дебая и Паули." Первые печатные работы Гейзенберга, выполненные в соавторстве с Зоммерфельдом, были посвящены теории рентгеновских спектров и аномальному эффекту Зеемана.
Летом 1922 года Гейзенберг впервые встретился с великим Нильсом Бором. Эта встречапроизошла во время недели лекций Бора в Геттингене, и превратила молодого ученого в заметную фигуру в пределах маленького сообщества теоретиков, работающих в области атомной физики. Но выбор в пользу атомной физики еще не был сделан, и следующие работы Гейзенберга были посвящены проблемам гидродинамики.
Еще до окончания Мюнхенского университета, Гейзенберг провел шесть месяцев в институте Макса Борна в Геттингене. Борн в то время как раз начал осуществлять свою программу исследований в атомной теории, изучая методы возмущений в небесной механике, и пытаясь перейти к решению задачи для многих тел в атомной физике по аналогии с классической механикой. Итогом этих исследований явилась теория атома гелия, созданная совместно Гейзенбергом и Борном. После окончания Мюнхенского университета в 1923 году Гейзенберг четыре года работал у Макса Борна в Геттингене в качестве ассистента.
Основные работы Гейзенберга относятся к квантовой механике, квантовой электродинамике,релятивистской квантовой теории поля, магнетизму, теории ядра и физике элементарных частиц, физике космических лучей, а также философии естествознания.
В 1925 Гейзенберг совместно с Нильсом Бором разработал так называемую матричную механику - первый вариант квантовой механики, давший возможность вычислить интенсивность спектральных линий, испускаемых простейшей квантовой системой - линейным осциллятором. Результататом работ Гейзенберга стали формулы, в которых квантовые числа были связаны с наблюдаемыми частотами и интенсивностью излучения. При этом полученные формулы выражались при помощи матриц в лаконичной форме. По этой причине новая теория также стала известной как "матричная механика". Первый мостик, соединяющий мир классической физики с миром, в котором господствует квантовая теории, был перекинут.
В 1926 году Гейзенберг выполнил квантовомеханический расчет атома гелия, показав возможность его существования в двух различных состояниях и объяснив, что отличие двух систем термов для пара- и ортогелия связано с тем, что паратермы соответствуют симметричным: а ортотермы- антисимметричным решениям волнового уравнения.
Работая в институте Нильса Бора в Копенгагене в качестве приглашенного исследователя, в марте 1927 году Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности, выражающий связь между импульсом и координатой микрочастицы, обусловленный ее корпускулярно-волновой природой, ограничивающий применение классических понятий и представлений к объектам микромира. За работы по квантовой механике Вернеру Гейзенбергу в 1932 году была присуждена Нобелевская премия по физике.
Во второй половине двадцатых годов развитие квантовой теории шло необыкновенно быстрыми темпами. Так Полем Дираком, работавшим независимо от Геттингенской группы, была представленная квантовая механика на совершенно новом в то время языке - языке квантово-механических операторов. В Цюрихе Эрвин Шредингер развивал волновую механику - другую форму квантовой механики, которая (как было доказано в 1932 году Джоном Нейманом) являлась эквивалентной матричному методу.
Вскоре, в октябре 1927 года, в возрасте 26-ти лет, Гейзенберг стал профессором теоретической физики Лейпцигского Университета. Буквально за несколько лет Гейзенберг вместе с другим учеником Зоммерфелда, Питером Дебаем, получившим кафедру экспериментальной физики, и Фридрихом Хундом, ставшим в 1929 году профессором теоретической физики, превратили Лейпцигский университет в европейский центр современной теоретической физики. Новое поколение физиков-теоретиков - таких как Феликс Блох, Эдвард Теллер, Виктор Вайскопф, Карл Вайцзекер - составляли "школу Гейзенберга". Студенты и молодые исследователи со всех континентов стремились в Лейпциг. Многие из начинающих физиков зарабатывали свои первые академические лавры под опекой Гейзенберга, применяя квантовую механику к физике твердого тела, ставшей тогда первой целью для решения старых проблем при помощи нового инструмента, каким являлась квантовая механика. Сам Гейзенберг, отдавая дань квантовомеханической теории физики твердого тела, разработал (независимо от Я.И. Френкеля) первую квантовомеханическую теорию спонтанной намагниченности ферромагнетиков и совместно с Дираком разработал теорию обменного взаимодействия электронов (1928), ориентирующего элементарные магнитики при намагничивании вещества (модель локализованных спинов).
Но главный интерес Гейзенберга состоял скорее в исследовании новых областей, чем в применение уже открытых методов. В начале тридцатых годов его внимание привлекла, в частности, новая область физики высоких энергий - физика космических лучей, которая в ту, "доускорительную", эру давала возможность сравнить идеи релятивистской квантовой теории поля с экспериментальными наблюдениями.
В 1929 году Гейзенберг совместно с Паули предпринял попытку сформулировать квантовой электродинамики (КЭД), введя общую схему квантования полей. В 1932 году ввел понятие изотопического спина, показал, что ядерные силы являются насыщающими, вслед за Дмитрием Иваненко пришел к протонно-нейтронной модели ядра, развил идею обменного взаимодействия Иваненко-Тамма, на основании которой построил теорию ядерных сил.
С приходом к власти в 1933 году национал-социалистической партии во главе с Адольфом Гитлером, ученым все труднее стало оставаться вне политики. Трудный, иногда трагический выбор - уезжать или оставаться - встал и перед Гейзенбергом. Смириться с реалиями фашистского режима было непросто. Существуют свидетельства, что Гейзенберг обратился за советом к великому старцу немецкой науки - Максу Планку. Смысл ответа Планка заключался в следующем: "Незаметные постороннему взгляду дейстивия принесут больше пользы, чем открытый протест." Покидает Германию Макс Борн, с которым Гейзенберг сотрудничал в течение многих лет. Для Гейзенберга остается один путь - попытаться с головой погрузиться в чистую науку. В 1934-36 годах Гейзенберг развивал теорию дырок Дирака, и (вслед за Дираком) постулировал существование поляризации вакуума. Продолжая свои теоретические исследования, в 1943 году Гейзенберг ввел матрицу рассеяния (S-матрицу), являющуюся важным инструментом для описания взаимодействия.
Но отступление в науку без политики становилось для известного физика все более и более невозможным. В 1935 году, после ухода на пенсию Зоммерфельда, Гейзенберг был признан недостойным освободившегося поста по причине приверженности духу Эйнштейна и недостаточной преданности интересам Великой Германии.
Правда, с началом Второй Мировой войны нацистский режим стал ценить пользу, которую могут принести физики, выше идеологических несогласий. В 1941 году Гейзенберг занял пост профессора Берлинского университета и директора института физики Макса Планка в Берлине, где вместе с Отто Ганом и другими учеными-ядерщиками стал исследовать возможные способы применения открытого Ганом ядерного расщепления. Тысячи страниц написаны о роли Гейзенберга в создании (а вернее, несоздании) немецкой атомной бомбы. Что произошло в действительности - хорошо продуманный саботаж ученых, преднамеренно задержавших продвижение проекта (поскольку сама мысль об атомной бомбе в руках Гитлера была им ненавистна) или вполне возможная в научных исследованиях тупиковая ветвь, - в точности неизвестно. У обоих вариантов существует множество как сторонников, так и противников. Сам Гейзенберг отделался общей фразой о трудностях научной работы в военных условиях, что тоже можно трактовать по-разному. Мне более правдоподобной кажется первая версия - уж слишком много гениальных теорий в разных областях физики и такой провал в важнейшем задании партии.
Послевоенная судьба Гейзенберга как ученого складывалась непросто. Намеренная или случайная неудача в атомном проекте привела к тому, что новое руководство страны не воспринимало ученого всерьез, результаты научных исследований также рассматривались скептически. Тем не менее, в 1958 году Гейзенберг проквантовал нелинейное спинорное уравнение Иваненко (уравнение Иваненко-Гейзенберга).
В последние годы жизни усилия ученого были сосредоточены на создании единой теории поля. Помимо многочисленных работ по физике, Гейзенберг является автором философских трудов, посвященных проблемам любимой науки, в частности, теории познания.
Умер Вернер Гейзенберг 1 февраля 1976 года, в возрасте 75 лет.
Закончить эту статью я хотела бы словами самого Гейзенберга, из письма к матери, написанного в 1935 году, содержащими, как мне видится, некое кредо ученого, живущего в трудные времена: "Я должен быть удовлетворен тем, что могу наблюдать за научными ценностями, которые станут важными в будущем. Это - единственное, что мне остается мне делать в этом всеобщем хаосе. Мир снаружи действительно уродлив, но работа прекрасна."

И. Мягкова

Использованные материалы:
  • Werner Heisenberg: controversial scientist
  • БСЭ, статья "Гейзенберг Вернер Карл"
  • Ю.А. Храмов. Физики. Биографический справочник. М, "Наука", 1983.

  • Посмотреть комментарии[1]
     Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования