Гейзенберг, Вернер

Вернер Карл Гейзенберг
нем. Werner Karl Heisenberg
Дата рождения	5 декабря 1901(1901-12-05)
Место рождения	Вюрцбург, Германская империя
Дата смерти	1 февраля 1976(1976-02-01) (74 года)
Место смерти	Мюнхен, ФРГ
Страна	Германия
Научная сфера	Теоретическая физика
Место работы	Гёттингенский университет Лейпцигский университет Институт физики кайзера Вильгельма Берлинский университет Физический институт (Гёттинген) Институт физики и астрофизики Мюнхенский университет
Альма-матер	Мюнхенский университет
Научный руководитель	Арнольд Зоммерфельд
Ученики	Карл фон Вайцзеккер Эдвард Теллер Феликс Блох Рудольф Пайерлс Фридрих Хунд
Известен как	один из создателей квантовой механики
Награды и премии	Нобелевская премия по физике (1932)
Автограф
Цитаты в Викицитатнике
Медиафайлы на Викискладе

Вернер Карл 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). Член ряда академий и научных обществ мира.

Краткая биография

Вернер Гейзенберг (Хайзенберг в нем. произношении) родился в 1901 г. в Вюрцбурге в семье профессора византийской истории Августа Гейзенберга. В юности Вернер Гейзенберг был новым скаутом . Изучал физику в Мюнхене под руководством А. Зоммерфельда. Окончил университет за минимальное разрешённое время — три года. Защитил диссертацию по теме «О стабильности и турбулентности потоков жидкости». В 1924 году — ассистент Макса Борна в Гёттингене. Работал с Нильсом Бором в Копенгагене. В последующие годы основал, совместно с Максом Борном и Паскуалем Йорданом, квантовую механику. В 1927 г., в 26 лет, стал профессором в Лейпцигском университете. В 1932 г. получил Нобелевскую премию по физике. С 1942 по 1945 г. руководил институтом физики общества Кайзера Вильгельма в Далеме и преподавал в качестве профессора в Берлинском университете, где участвовал в урановом проекте армейского оружейного ведомства 3-го рейха. С 1945 по 1946 непродолжительное интернирование в Англии, после чего становится директором института физики общества Макса Планка в Мюнхене.

Женился в 1936 г. на Елизавете Шумахер. Семь детей, один из которых, Мартин Гейзенберг, стал профессором генетики.

Научные достижения

Вернер Гейзенберг на Сольвеевском конгрессе 1927 года

Гейзенберг был одним из тех учёных, работы которых сформировали облик физики XX-го столетия. Своим определением одновременно неизмеряемых величин как некоммутирующих операторов он произвёл окончательный перелом в классической физике и положил основу непротиворечивой формулировке квантовой механики. Кроме того, Гейзенберг внёс вклад в ядерную физику (ввёл понятие изоспина) и в физику элементарных частиц (теория матрицы рассеяния). Автор работ по структуре атомного ядра, в которых раскрыт обменный характер взаимодействия нуклонов в ядре, а также работ по релятивистской квантовой механике и единой теории поля — нелинейной теории, ставящей задачей дать единую теорию поля всех существующих физических полей.

В 1925 совместно с Н. Бором разработал матричную механику — первый вариант квантовой механики, давший возможность вычислить интенсивность спектральных линий, испускаемых простейшей квантовой системой — линейным осциллятором. Произвёл квантовомеханический расчёт атома гелия, показав возможность его существования в двух различных состояниях.

В 1927 сформулировал соотношение неопределённостей, выражающее связь между неопределённостями импульса и координаты микрочастицы, обусловленную её корпускулярно-волновой природой. За достижения в квантовой механике, а именно за количественное объяснение спектра водорода, он получил в 1932 г. Нобелевскую премию по физике. В 1933 г. ему присуждена медаль имени Макса Планка.

После начала второй мировой войны он, как и другие физики (напр. Отто Ганн и Карл Вайцзеккер), был призван в армейское оружейное ведомство 3-го рейха. Задачей, в рамках уранового проекта, было поставлено: найти возможность военного применения деления ядра. Но Гейзенберг осознавал, что создать атомную бомбу во время войны не удастся, хотя бы из-за того, что это потребует гигантских денежных затрат, которые Германия во время войны просто напросто не сможет себе позволить, разработка ядерных реакторов потребует на порядки меньше денежных средств (но гораздо больше усилий) и это не связано с оружием массового поражения, поэтому группа ученых во главе с Гейзенбергом и стали заниматься этой проблемой. Существует ошибочное мнение, что Гейзенберг разрабатывал атомную бомбу и поэтому остался в Германии во время войны.

Во времена нацизма Гейзенберг вступил в конфликт с «арийскими физиками», прежде всего с И. Штарком. Они («арийские физики») подвергали нападкам его теории под предлогом того, что они являются теоретическим формализмом и «духом от духа Эйнштейна». И. Штарк опубликовал в 1937 г. в газете СС «Чёрный корпус» статью «Белые евреи в науке», в которой нападал на Гейзенберга.

В сентябре 1941 года Гейзенберг приезжает в оккупированный нацистами Копенгаген. Гейзенберг возглавлял в то время ядерную программу Германии. В датской столице Гейзенберг встречается со старым другом и учителем Бором. Ученые встречались с глазу на глаз, и ничего достоверно не известно о содержании их беседы. После этой встречи от былой дружбы между Бором и Гейзенбергом не осталось и следа. По мотивам этого разговора М. Фрэйн написал в 1998 г. пьесу «Копенгаген», в которой различные размышления о содержании разговора произносятся и анализируются с точки зрения его участников (Гейзенберга, Бора и жены Бора).

Гейзенберг и многие его коллеги были арестованы после войны и провели несколько месяцев в плену в Англии.

Позже он стал директором общества Макса Планка по физике и был очень активен как советник по научной политике правительства ФРГ.

Лев Ландау считал Гейзенберга первым физиком-теоретиком мира.

В апреле 1957 г. Гейзенберг вместе с 17 ядерными физиками Германии выступил против вооружения ядерным оружием армии Германии (см. Гёттингенские восемнадцать).

Среди его трудов не по специальности особенно заметна его автобиография — «Часть и целое. Беседы вокруг атомной физики.» 1969 г. С расстояния почти в 40 лет показывает Гейзенберг, как в результате общения с друзьями учёными (Зоммерфельд, Бор, Паули и мн. др.) возникал его вклад в квантовую механику.

Среди знаменитых учеников Гейзенберга есть физик и философ К. Вайцзеккер, «отец водородной бомбы» Э. Теллер, будущий лауреат нобелевской премии Ф. Блох и химик Ф. Хунд.

Награды

• Медаль Маттеуччи (1929)
• Нобелевская премия по физике (1932)
• Медаль имени Макса Планка (1933)
• Бронзовая медаль Национальной академии наук США (1964)
• Международная золотая медаль Нильса Бора (1970)
• Баварский орден «За заслуги»
• Орден «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия» (Grand Cross for Federal Services with Star)
• Рыцарь британского «Ордена Заслуг» (Peace Class)
• Член Саксонской академии наук, Гёттингенской академии наук, Прусской академии наук, Баварской академии наук, академии наук Леопольдина
• Иностранный член Лондонского королевского общества (1955), Американской академии искусств и наук, Ирландской королевской академии, Шведской королевской академии наук, Нидерландской королевской академии наук, Папской академии наук, Национальной академии деи Линчеи, академий наук Норвегии, Испании, Румынии

Сочинения

Книги

• W. Heisenberg. Die physikalischen Prinzipien der Quntentheorie. — Stuttgart: Hirzel, 1930. Английский перевод: W. Heisenberg. The physical principles of the quantum theory. — Courier Dover Publications, 1930. — 183 p. Русский перевод: В. Гейзенберг. Физические принципы квантовой теории. — М.—Л., 1932.
• W. Heisenberg. Wardlungen in den Grundlagen der Naturwissenschaft. — Stuttgart: Hirzel, 1935.
• W. Heisenberg. Die Physik der Atomkerne. — Braumschweig: Vieweg & Sohn, 1943. Русский перевод: В. Гейзенберг. Физика атомного ядра. — М.—Л.: Гостехиздат, 1947.
• В. Гейзенберг. Теория атомного ядра. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1953.
• В. Гейзенберг. Философские проблемы современной физики. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1953.
• W. Heisenberg. Physics and philosophy. — New York: Harper & Row, 1958. Русский перевод: В. Гейзенберг. Физика и философия. Часть и целое. — М.: Наука, 1990.
• W. Heisenberg. Introduction to the unified field theory of elementary particles. — London: Wiley & Sons, 1966. Русский перевод: В. Гейзенберг. Введение в единую полевую теорию элементарных частиц. — М.: Мир, 1968.
• W. Heisenberg. Der Teil und das Ganze: Gespräche im Umkreis der Atomphysik. — München: Piper, 1969. Русский перевод: В. Гейзенберг. Физика и философия. Часть и целое. — М.: Наука, 1990.
• W. Heisenberg. Schritte über Grenzen. — München: Piper, 1971. Русский перевод: В. Гейзенберг. Шаги за горизонт. — М.: Прогресс, 1987.
• W. Heisenberg. Encounters with Einstein: and other essays on people, places, and particles. — Princeton University Press, 1989. — 141 p.
• Девятитомное собрание трудов: W. Heisenberg. Gesammelte Werke / Collected Papers / ed. W. Blum, H. P. Dürr, H. Rechenberg. — Berlin; Heidelberg; New York; London; Paris; Tokio; Hong Kong: Springer — Verlag, 1985—1989. Рецензия: Я. А. Смородинский. Наследие Вернера Гейзенберга // УФН. — 1992. — Т. 162, вып. 1. — С. 141—145.
• В. Гейзенберг. Избранные труды. — М.: Эдиториал УРСС, 2001. — 616 с.

Основные научные статьи

• W. Heisenberg. Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmen (Diss.) // Annalen der Physik. — 1924. — Vol. 379 (74), № 15. — P. 577—627.
• H. A. Kramers, W. Heisenberg. Über die Streuung von Strahlung durch Atome // Zeitschrift für Physik. — 1925. — Vol. 31, № 1. — P. 681—708.
• W. Heisenberg. Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen // Zeitschrift für Physik. — 1925. — Vol. 33, № 1. — P. 879—893. Русский перевод: В. Гейзенберг. О квантовотеоретическом истолковании кинематических и механических соотношений // УФН. — 1977. — Т. 122, вып. 8. — С. 574—586.
• M. Born, W. Heisenberg, P. Jordan. Zur Quantenmechanik. II // Zeitschrift für Physik. — 1926. — Vol. 35, № 8—9. — P. 557—615.
• W. Heisenberg. Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik // Zeitschrift für Physik. — 1927. — Vol. 43, № 3—4. — P. 172—198. Русский перевод: В. Гейзенберг. О наглядном содержании квантовотеоретической кинематики и механики // УФН. — 1977. — Т. 122, вып. 8. — С. 651—671.
• W. Heisenberg. Zur Theorie des Ferromagnetismus // Zeitschrift für Physik. — 1928. — Vol. 49, № 9—10. — P. 619—636.
• W. Heisenberg, W. Pauli. Zur Quantendynamik der Wellenfelder // Zeitschrift für Physik. — 1929. — Vol. 56, № 1—2. — P. 1—61.
• W. Heisenberg, W. Pauli. Zur Quantendynamik der Wellenfelder. II // Zeitschrift für Physik. — 1930. — Vol. 59, № 3—4. — P. 168—190.
• W. Heisenberg. Über den Bau der Atomkerne. I // Zeitschrift für Physik. — 1932. — Vol. 77, № 1—2. — P. 1—11.
• W. Heisenberg. Bemerkungen zur Diracschen Theorie des Positrons // Zeitschrift für Physik. — 1934. — Vol. 90, № 3—4. — P. 209—231.
• W. Heisenberg, H. Euler. Folgerungen aus der Diracschen Theorie des Positrons // Zeitschrift für Physik. — 1936. — Vol. 98, № 11—12. — P. 714—732. Английский перевод: W. Heisenberg, H. Euler. Consequences of Dirac Theory of the Positron // ArXiv.org. — 2006.
• W. Heisenberg. Die „beobachtbaren Größen“ in der Theorie der Elementarteilchen // Zeitschrift für Physik. — 1943. — Vol. 120, № 7—10. — P. 513—538.
• W. Heisenberg. Zur statistischen Theorie der Turbulenz // Zeitschrift für Physik. — 1948. — Vol. 124, № 7—12. — P. 628—657.
• W. Heisenberg. Quantum Theory of Fields and Elementary Particles // Reviews of Modern Physics. — 1957. — Vol. 29, № 3. — P. 269—278.

Некоторые статьи в русском переводе

• В. Гейзенберг. Развитие квантовой механики // В. Гейзенберг, Э. Шрёдингер, П. А. М. Дирак. Три нобелевских доклада. — М.—Л.: ГТТИ, 1934. — С. 11—35.
• В. Гейзенберг. Замечания к теории атомного ядра // УФН. — 1936. — Т. 16, вып. 1. — С. 1—7.
• В. Гейзенберг, Г. Эйлер. К теории космического излучения. I // УФН. — 1939. — Т. 21, вып. 2. — С. 130—161.
• В. Гейзенберг, Г. Эйлер. К теории космического излучения. II // УФН. — 1939. — Т. 21, вып. 3. — С. 261—300.
• В. Гейзенберг. Современное состояние теории элементарных частиц // УФН. — 1956. — Т. 60, вып. 11. — С. 413—424.
• В. Гейзенберг. Открытие Планка и основные философские проблемы атомной теории // УФН. — 1958. — Т. 66, вып. 10. — С. 163—175.
• В. Гейзенберг. Роль феноменологических теорий в системе теоретической физики // УФН. — 1967. — Т. 91, вып. 4. — С. 731—733.
• В. Гейзенберг. Нелинейные проблемы в физике // УФН. — 1968. — Т. 94, вып. 1. — С. 155—166.
• В. Гейзенберг. Памяти Макса Борна // УФН. — 1970. — Т. 102, вып. 9. — С. 149—152.
• В. Гейзенберг. Жизнь в физике. Теория, критика и философия // УФН. — 1970. — Т. 102, вып. 10. — С. 298—312.
• В. Гейзенберг. Природа элементарных частиц // УФН. — 1977. — Т. 121, вып. 4. — С. 657—677.

См. также

• Принцип неопределённости Гейзенберга
• Гейзенберговское представление операторов

Литература

Книги

• E. Heisenberg. Inner exile: recollections of a life with Werner Heisenberg. — Birkhäuser, 1984. — 170 p.
• М. Джеммер. Эволюция понятий квантовой механики. — М.: Наука, 1985. — 384 с. — 8000 экз.
• D. C. Cassidy. Uncertainty : the life and science of Werner Heisenberg. — New York: Freeman & Co., 1991. — 669 p. Рецензия: Я. А. Смородинский. Неопределенность: победы и поражения Вернера Гейзенберга // УФН. — 1992. — Т. 162, вып. 11. — С. 201—205.
• M. Walker. German National Socialism and the Quest for Nuclear Power. — Cambridge: University Press, 1992. — 304 p. Рецензия: Р. Позе, Я. А. Смородинский. Фашистская Германия и ядерная энергетика // УФН. — 1992. — Т. 162, вып. 4. — С. 169—171.
• T. Powers. Heisenberg's War: The Secret History of the German Bomb. — New York: Alfred A. Knopf, 1993.
• P. L. Rose. Heisenberg and the Nazi atomic bomb project: A Study in German Culture. — University of California Press, 2002. — 352 p.
• 100 years Werner Heisenberg: works and impact / ed. D. Papenfuss, D. Lüst, W. Schleich. — Wiley, 2002. — 299 p.
• Fundamental physics — Heisenberg and beyond / ed. G. W. Buschhorn, J. Wess. — Springer, 2004. — 188 p.

Статьи

• Professor Werner Heisenberg: A pioneer of quantum mechanics // The Times. — 1976.
• E. P. Wigner. Werner K. Heisenberg (Obituary) // Physics Today. — 1976. — Vol. 29, № 4. — P. 86—87.
• F. Bloch. Heisenberg and the early days of quantum mechanics // Physics Today. — 1976. — Vol. 29, № 12. — P. 23—27.
• N. Mott, R. Peierls. Werner Heisenberg (1901—1976) // Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. — 1977. — Vol. 23. — P. 212—251.
• D. C. Cassidy. Heisenberg's first paper // Physics Today. — 1978. — Vol. 31, № 7. — P. 23—28.
• Гейзенберг, Вернер Карл // Ю. А. Храмов. Физики: Биографический справочник. — М.: Наука, 1983. — С. 77—78.
• A. I. Miller. Werner Heisenberg and the Beginning of Nuclear Physics // Physics Today. — 1985. — Vol. 38, № 11. — P. 60—68.
• А. В. Ахутин. Вернер Гейзенберг и философия // В. Гейзенберг Физика и философия. Часть и целое. — М.: Наука, 1990. — С. 361—394.
• M. Walker. Heisenberg, Goudsmit and the German Atomic Bomb // Physics Today. — 1990. — Vol. 43, № 1. — P. 52—60.
• Гейзенберг, Вернер // Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия. — М.: Прогресс, 1992.
• J. Bernstein, D. C. Cassidy. Bomb Apologetics: Farm Hall, August 1945 // Physics Today. — 1995. — Vol. 48, № 8. — P. 32—36.
• D. C. Cassidy. A Historical Perspective on Copenhagen // Physics Today. — 2000. — Vol. 53, № 7. — P. 28—32.
• H. A. Bethe. The German Uranium Project // Physics Today. — 2000. — Vol. 53, № 7. — P. 34—36.
• G. Holton. Werner Heisenberg and Albert Einstein // Physics Today. — 2000. — Vol. 53, № 7. — P. 38—42.
• W. Sweet. The Bohr Letters: No More Uncertainty // Bulletin of the Atomic Scientists. — 2002. — Vol. 58, № 3. — P. 20—27.
• Horst Kant. Werner Heisenberg and the German Uranium Project // Исследования по истории физики и механики 2002. — М.: Наука, 2003. — С. 151—173.

Ссылки

• Werner Heisenberg (англ.). Nobelprize.org. — Информация на сайте Нобелевского комитета. Дата обращения: 6 июля 2010.
• J. J. O'Connor, E. F. Robertson. Werner Karl Heisenberg (англ.). MacTutor Biography. University of St Andrews. Дата обращения: 6 июля 2010.
• D. C. Cassidy. Werner Heisenberg (англ.). Center for History of Physics of the American Institute of Physics (1998—2002). — Информация на сайте Американского института физики. Дата обращения: 6 июля 2010.
• Werner Heisenberg (англ.). Mathematics Genealogy Project. Дата обращения: 6 июля 2010.
• Гейзенберг, Вернер в библиотеке Максима Мошкова
• О. Тишков. Гейзенберг В. — Физика и философия (конспект)  (неопр.) (1999—2008). Дата обращения: 6 июля 2010.