О том, как один нобелевский лауреат чуть было не завалил диссертацию другого, как одна прогулка изменила всю современную физику, и о том, как Вернер Гейзенберг всей своей жизнью иллюстрировал собственный принцип неопределенности, рассказывает наш сегодняшний выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Нынешний выпуск «нобелевской» рубрики на портале сайт – юбилейный. С начала года мы написали ровно 99 биографий нобелевских лауреатов по физике, химии и физиологии или медицины. С 1901 года мы добрались в 1930-е и на уже солидной статистике можно сделать четкий вывод: практически все биографии лауреатов делятся на две категории – про первых написано огромное количество материалов на русском языке и приходится жестоко отбирать известные факты, проверяя их по альтернативным источникам. Мечников, Эйнштейн, Планк… В некоторых других случаях не хватает даже материалов на английском и приходится залезать в немецкие, итальянские, шведские, датские источники.

Наш сотый герой, безусловно, из первой категории. А как может быть иначе, если речь идет, не больше и не меньше, об одном из основателей квантовой механики, одном из самых молодых лауреатов премии по физике, о человеке, который создал свои основные труды всего в 25 лет, и сумел оставить след не только в физике, но и в философии (можете себе представить себе философа из ФРГ, сотрудничавшего с гитлеровской Германией, чьи философские труды издавались в Советском Союзе и поступали в открытую продажу?). Итак, встречайте: Вернер Гейзенберг.

Гейзенберг в начале 1930-х

Wikimedia Commons

Вернер Карл Гейзенберг

Нобелевская премия по физике 1932 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За создание квантовой механики, применение которой привело, помимо прочего, к открытию аллотропических форм водорода (for the creation of quantum mechanics, the application of which has, inter alia, led to the discovery of the allotropic forms of hydrogen)».

Наш герой родился в самом начале XX веке в городе Вюрцбурге на реке Майна, родине Рентгена и нынешнего главы Международного олимпийского комитета Томаса Баха. Предки со стороны отца были ремесленниками, со стороны матери – крестьянами и фермерами, и тем не менее, дед Вернера по матери был уже директором Максимиллиановской гимназии – лучшего среднего учебного заведения Мюнхена, а отец уже преподавал классическую филологию. Вернер был вторым сыном в семье – старший брат Эрвин, родившийся годом раньше, тоже тянулся к наукам и стал в итоге химиком. Судя по всему, Август Гейзенберг поддерживал конкуренцию братьев, что привело к неплохим результатам. Когда Вернеру исполнилось 9, он переехал с семьей в Мюнхен где начал учиться в гимназии, которой руководил его дед. Во время Первой мировой Эрвин успел повоевать около года, а Вернер только готовился к войне в местной мюнхенской ячейке Wehrkraftverein – Баварской ассоциации оборонительных сил.

Арнольд Зоммерфельд в 1935 году

Wikimedia Commons

Впрочем, война закончилась, империя пала, началась Баварская советская республика, потом она пала, в стране и в умах началось брожение, а Гейзенберг заинтересовался философией и задумался об атомах, одновременно познакомившись с теорией относительности Эйнштейна. Примерно с таким компотом мыслей – Кант, Платон, атомы и Эйнштейн – в 1920 году Вернер Гейзенберг и попал в Мюнхенский университет, где угодил в цепкие руки «делателя нобелевских лауреатов»: Арнольда Зоммерфельда.

Пожалуй, только Джозеф Джон Томсон превосходит Зоммерфельда в количестве учеников-нобелиатов: помимо Гейзенберга, еще шестеро: Вольфганг Паули, Питер Дебай, Ханс Бете, Лайнус Полинг, Исидор Раби и Макс фон Лауэ стали лауреатами Нобелевской премии. Самого же Зоммерфельда номинировали 84 раза (в том числе – и все его ученики), но увы – не судьба!

Арнольд Зоммерфельд сразу приметил гения, которого отказались принять математики на свой семинар – и начал его готовить сразу к защите докторской: по правилам Зоммерфельда, талантливые студенты защищали диссертацию сразу по окончанию обучения.

В июне 1922 года Макс Борн организовал в Геттингене встречу физиков Германии и Нильса Бора, который в том же году получит Нобелевскую премию. Так получился «Боровский фестиваль»: великий датчанин две недели читал лекции по атомной физике и квантовой теории, немецкие физики вышли из-под бойкота, который им устроили победившие страны, а Гейзенберг, которого привез вместе с другими своими учениками туда Зоммерфельд получил важный толчок для своего развития. В одной из лекций Бор представил работу своего коллеги и фактического заместителя в Институте теоретической физики в Копенгагене, Хендрика Антони Крамерса, нидерландца по происхождению, об эффекте Штарка (о нем мы в статье об этом нобелевском лауреате).

Хендрик Антони Крамерс в 1928 году

Wikimedia Commons

Гейзенберг был знаком с этой статьей и обратился с критикой работы к Бору. Аудитория, естественно, мягко скажем… ну, применим слово «удивилась»: студент-недоучка критикует зама САМОГО БОРА! Но «сам Бор» не нашел ничего неуместного в замечаниях студента недоучки – они действительно нашли слабые места в работе. Бор предложил Гейзенбергу прогуляться и продолжить дискуссию.

Как вспоминал потом Гейзенберг, «разговор почти сразу же перешел к его любимым темам: философским вопросам об атомах, использованию привычных понятий для их описания, а также к тому, что означает «понимание» физических явлений».

Много позже физик написал в своей книге «Беседы вокруг атомной физики»: «Эта прогулка оказала огромное влияние на мою последующую научную карьеру. Возможно, было бы точнее указать, что мое развитие как ученого началось с этой прогулки».

В Геттингене же решилась и дальнейшая судьба Гейзенберга: дело в том, что на 1922-1923 учебный год Зоммерфельд уплывал в США, где ему предложили позицию приглашенного профессора. Поэтому очень уместно было оказаться рядом с Максом Борном – ему можно было «сдать» на семестр своих студентов для продолжения обучения и экспериментальной работы.

Макс Борн

Wikimedia Commons

В октябре 1922 года Гейзенберг прибыл к Борну. Тот описывал нового студента, как «простого крестьянина с короткими белыми волосами, ясными блестящими глазами и очаровательным выражением лица». Тем не менее, мощный талант «крестьянина» был ясен, и в январе нового, 1923 года Борн уже писал Зоммерфельду: «Я очень горжусь Гейзенбергом. Все мы высоко ценим его. У него невероятный талант». И предложил, чтобы юноша после защиты докторской приехал к нему работать.

И дело не только в том, что по вечерам Борн и Гейзенберг играли на пианино в четыре руки – они оба были еще и талантливыми музыкантами, а в том, что уже тогда нащупывались берега новой физики. В общем, уже к лету и Борн, и еще один гениальный студент Борна, Вольфганг Паули, и сам Нильс Бор понимали – все квантовые модели описания простейших атомов сложнее водорода не работают. Нужна новая физика – квантовая механика.

Правда, участие Гейзенберга в ее создании чуть было не погубила докторская. В диссертации Зоммерфельд, который делал «халтурку» для мюнхенского водопровода, поручил ученику несколько задач из гидродинамики, с которыми его студент блестяще справился. Однако, кроме защиты самой работы, требовалось еще сдать теоретический и практический экзамен по физике. И вот тут Вернер не смог ответить ни на один вопрос нобелевского лауреата Вильгельма Вина. Он даже не смог объяснить принцип действия аккумулятора. Высший бал по теорфизике и математике – и «двойка» по экспериментальной физике… Такого экзаменаторы не помнили! Лишь вмешательство Зоммерфельда заставило комиссию поставить Гейзенбергу суммарную положительную оценку. Следующую ночь юноша провел в поезде в Геттинген и в раздумьях – не выгонит ли его Борн после такого разноса. Впрочем, Макс Борн, расспросив о ходе экзамена, решил не менять планы, и в октябре 1923 года у Борна появился новый помощник и коллега по игре в четыре руки на пианино.

Удивительное дело: за два года в статусе помощника Борна, Гейзенбергом были заложены основы квантовой механики. Более того, если Гейзенберг, однажды осененный на острове Гельголанд в Северном море, куда он сбежал от сенной лихорадки, изложил свои уравнения в матричной форме, то чуть позже Эрвин Шредингер изложил то же самое в формате волновых уравнений. Началось веселое время в физике – споров, приятий и неприятий, обсуждений и понимания, что Гейзенберг и Шредингер пишут об одном и том же. К 1927 году это стало понятно почти всем, однако из математического описания Гейзенберга стало понятно еще одно – при перемножении матриц важен порядок множителей. Несколько логических ходов – и мы получаем принцип неопределенности Гейзенберга: невозможно бесконечно точно одновременно узнать импульс частицы и ее координаты. Надежный старый мир стал расплываться.

Поразительно: вчерашний студент перевернул (не один, конечно), самые основы мироздания. Естественно, дальше последовал длинный путь математического оформления, следствий, практического применения квантовой механики – иногда через многие десятилетия. Так, основанный на принципе неопределенности Гейзенберга мысленный эксперимент (или парадокс) Эйнштейна-Подольского-Розена в этом году привел к квантово-шифрованному чату между Пекином и Парижем через спутник.

Была Нобелевская премия, принятие (или не принятие) нацистского режима, работа над ядерным оружием Третьего Рейха (или его саботаж), таинственная встреча в Копенгагене с Нильсом Бором в 1941 году, философские работы послевоенного времени… о Гейзенберге можно писать и говорить много. Но, видимо, в полном согласии с квантовым духом нашего героя, будет всегда оставаться что-то неопределенное.

Вернер Карл Гейзенберг (нем. Werner Heisenberg, 5 декабря 1901, Вюрцбург — 1 февраля 1976, Мюнхен) — немецкий физик, создатель «матричной квантовой механики Гейзенберга», лауреат нобелевской премии по физике (1932).

Немецкий физик Вернер Карл Гейзенберг родился в Дуйсбурге в семье Августа Гейзенберга, профессора древнегреческого языка Мюнхенского университета, и урожденной Анни Веклейн. Детские годы прошли в Дуйсбурге, где он учился в гимназии Максимилиана.

В 1920 поступил в Мюнхенский университет, где изучал физику под руководством знаменитого Арнольда Зоммерфельда. Гейзенберг был выдающимся студентом и уже в 1923 защитил докторскую диссертацию. Она была посвящена некоторым аспектам квантовой теории. Следующий год он провел в Геттингенском университете ассистентом у Макса Борна, а затем, получив стипендию Рокфеллеровского фонда, отправился к Нильсу Бору в Копенгаген, где пробыл до 1927, если не считать продолжительных визитов в Геттинген.

В 1933 Гейзенбергу была вручена Нобелевская премия по физике 1932 «за создание квантовой механики, применение которой привело помимо прочего к открытию аллотропических форм водорода».

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).

Он 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.

Книги (7)

Введение в единую полевую теорию элементарных частиц

Выдающийся современный физик-теоретик Вернер Гейзенберг последние годы много работал над построением единой теории элементарных частиц — главной, принципиально важной проблемой современной теоретической физики. Хотя путь, предложенный Гейзенбергом, не единственный (параллельно разрабатываются и имеют определенные успехи другие направления), вклад автора в решение этой сложнейшей проблемы весьма значителен. В настоящей книге систематически изложены результаты его исследований.

Книга Гейзенберга является первой в мировой научной литературе монографией по единой спинорной нелинейной теории материи.

Избранные труды

Предлагаемое вниманию читателей собрание избранных научных трудов выдающегося физика-теоретика, одного из создателей новой физики Вернера Гейзенберга (1901-1976) с запозданием завершает многолетнюю работу по собиранию, отбору, переводу и редактированию его трудов.

Гидродинамическая устойчивость и турбулентность, строение атома и молекул, квантовая механика и ее приложения, квантовая теория поля, теория дырок Дирака, космические лучи, матрица рассеяния, ферромагнетизм и попытка создания нелинейной единой теории поля таков далеко не полный перечень научных проблем, в постановку и во многих случаях решение которых Гейзенберг внес решающий вклад. Его физическая интуиция и научная дерзость поражали даже тех, кто в разные периоды его жизни работали с ним.

Гейзенбергу, более полувека принимавшему активное участие в создании новой физики, принадлежат и многочисленные попытки ее философского осмысления. Из под его пера вышли такие замечательные книги, как «Физика и философия», «Революция в современной физике», «Физика и за ее пределами: встречи и беседы», «Традиция в науке», и духовная автобиография «Часть и целое».

В настоящее издание включены работы Гейзенберга по квантовой механике, квантовой теории поля, теории феррмагнетизма, теории турбулентности, теории ядра и теории космических ливней. Несмотря на заведомую неполноту, они позволяют составить представление о масштабах научной деятельности выдающегося теоретика.

Принцип неопределенности

Существует ли мир, если на него никто не смотрит?

В течение многих лет Вернер Гейзенберг считался одним из самых демонических представителей западной науки. И это неудивительно, ведь именно он стоял во главе нацистской ядерной программы, к счастью, безуспешной. И все же сотрудничество ученого с преступным режимом не заслонило его огромный вклад в науку.

В 1925 году Гейзенберг обобщил беспорядочное на первый взгляд скопление наблюдений в сфере квантовой физики за предыдущие десятилетия, а через два года вывел свой знаменитый принцип неопределенности. Ученый заявил, что наблюдатель влияет на созерцаемую им реальность.

Это принцип и выводы, из него следующие, заставили недоумевать многих ученых, в том числе и Эйнштейна, который, протестуя, писал: «Мне бы хотелось думать, что Луна существует, даже если я на нее не смотрю».

Физика и философия

В различных университетах Шотландии ежегодно читаются так называемые гиффордовские лекции. Эти лекции, по завещанию основателя, имеют своим предметом естественную теологию.

С естественной теологией связана такая точка зрения на вопросы бытия, которая является результатом отказа от какой-либо частной религии или мировоззрения.

Физика и философия. Часть и целое

Книга содержит два произведения выдающегося физика-теоретика, одного из создателей квантовой механики и теории поля, лауреата Нобелевской премии Вернера Гейзенберга.

В цикле лекций «Физика и философия» рассказывается о философских проблемах перехода от ньютоновского представления об основных элементах мироздания к современным теориям, о прошлом и будущем естествознания, о значении науки.

Сочинение «Часть и целое» представляет собой творческую автобиографию ученого, мыслителя и человека, живое свидетельство эпохи становления квантовой механики и первых шагов атомной техники. В качестве приложения в книге содержится статья А. В. Ахутина «Вернер Гейзенберг и философия».

Философские проблемы атомной физики

Книга выдающегося немецкого физика, лауреата Нобелевской премии Вернера Гейзенберга освещает широкий круг принципиальных вопросов физической науки.

В ней затрагиваются философские основы физики, рассматриваются ее пути развития, важнейшие проблемы и задачи, делается попытка проанализировать социальную роль науки. Автор привлекает разнообразный материал, относящийся к различным этапам истории естествознания, в ряде случаев апеллируя к своему собственному опыту и жизненным наблюдениям.

Шаги за горизонт

Вернер Гейзенбер — один из пионеров современной теоретической физики, который закладывал основы атомной физики. С не меньшей смелостью и глубиной ставил и решал он связанные с нею философские, логические и гуманитарные проблемы.

Сборник составлен на основе двух книг В. Гейзенберга: «Шаги за горизонт» (1973) и «Традиция в науке» (1977). В нем дается теоретико-познавательное, гносеологическое осмысление новейших научных достижений, путей развития теоретической физики.

ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ

Вернер Гейзенберг был одним из самых молодых учёных, получивших Нобелевскую премию. Целеустремлённость и сильный дух соперничества воодушевили его на открытие одного из наиболее известных принципов науки - принципа неопределённости.

Вернер Карл Гейзенберг родился 5 декабря 1901 года в немецком городе Вюрцбурге. Отец Вернера, Август, благодаря успешной научной деятельности сумел подняться до уровня представителей высшего класса немецкой буржуазии. В 1910 году он стал профессором византийской филологии Мюнхенского университета. Матерью мальчика была урождённая Анна Веклейн.

С самого рождения Вернера его семья твёрдо решила, что он тоже должен достичь высокого социального положения благодаря образованию. Полагая, что соперничество должно благоприятствовать достижению успеха в науке, отец провоцировал Вернера и его старшего брата Эрвина к постоянной конкуренции. В течение многих лет мальчики часто дрались, и однажды соперничество довело их до такой драки, что они били друг друга деревянными стульями. Повзрослев, каждый из них пошёл собственным путём: Эрвин уехал в Берлин и стал химиком, они почти не общались, не считая редких встреч в кругу семьи.

В сентябре 1911 года Вернера отдали в престижную гимназию. В 1920 году Гейзенберг поступил в Мюнхенский университет. Окончив его, Вернер был назначен ассистентом профессора Макса Борна в Гёттингенском университете. Борн был уверен, что атомный микромир настолько отличается от макромира, описанного классической физикой, что учёным нечего и думать пользоваться при изучении строения атома привычными понятиями о движении и времени, скорости, пространстве и определённом положении частиц. Основа микромира - кванты, которые не следовало пытаться понять или объяснить с наглядных позиций устаревшей классики. Эта радикальная философия нашла горячий отклик в душе его нового ассистента.

Действительно, состояние атомной физики напоминало в это время какое-то нагромождение гипотез. Вот если бы кому-нибудь удалось на опыте доказать, что электрон действительно волна, вернее, и частица и волна… Но таких опытов пока не было. А раз так, то и исходить из одних только предположений, что представляет собой электрон, по мнению педантичного Гейзенберга, было некорректно. А нельзя ли создать теорию, в которой будут только известные экспериментальные данные об атоме, полученные при изучении излучаемого им света? Что можно сказать об этом свете наверняка? Что он имеет такую-то частоту и такую-то интенсивность, не больше…

По теории квантов атом испускает свет, переходя из одного энергетического состояния в другое. А по теории Эйнштейна интенсивность света определённой частоты зависит от количества фотонов. Значит, можно было попытаться связать интенсивность излучения с вероятностью атомных переходов. Квантовые колебания электронов, уверял Гейзенберг, нужно представлять только с помощью чисто математических соотношений. Надо лишь подобрать для этого подходящий математический аппарат. Молодой учёный выбрал матрицы. Выбор оказался удачным, и скоро его теория была готова. Работа Гейзенберга заложила основы науки о движении микроскопических частиц - квантовой механики.

В ней вообще не говорится ни о каком движении электрона. Движения в прежнем смысле этого слова не существует. Матрицы описывают просто изменения состояния системы. Потому спорные вопросы об устойчивости атома, о вращении электронов вокруг ядра, о его излучении отпадают сами собой. Вместо орбиты в механике Гейзенберга электрон характеризуется набором или таблицей отдельных чисел вроде координат на географической карте.

Надо сказать, что матричная механика появилась весьма кстати. Идеи Гейзенберга подхватили другие физики, и скоро, по выражению Бора, она приобрела «вид, который по своей логической завершённости и общности мог конкурировать с классической механикой».

Впрочем, было в работе Гейзенберга и одно удручающее обстоятельство. По его словам, ему никак не удавалось вывести из новой теории простой спектр водорода. И каково было его удивление, когда некоторое время спустя после опубликования его работы… «Паули преподнёс мне сюрприз: законченную квантовую механику атома водорода. Мой ответ от 3 ноября начинался словами: „Едва ли нужно писать, как сильно я радуюсь новой теории атома водорода и насколько велико моё удивление, что Вы так быстро смогли её разработать“».

Почти в то же самое время теорией атома с помощью новой механики занимался и английский физик Дирак. И у Гейзенберга, и у Дирака вычисления носили крайне абстрактный характер. Никто из них не уточнял сущность употребляемых символов. И лишь в конце вычислений вся их математическая схема давала правильный результат.

Математические аппараты, которыми пользовались Гейзенберг и Дирак при разработке теорий атома в новой механике, были для большинства физиков и непривычны, и сложны. Не говоря уже о том, что никто из них, несмотря на все ухищрения, не мог свыкнуться с мыслью, что волна - это частица, а частица - волна. Как представить себе такого оборотня?

Работавший в то время в Цюрихе Эрвин Шрёдингер подошёл к проблемам атомной физики совершенно с другой стороны и с другими целями. Его идея состояла в том, что любую движущуюся материю можно рассматривать в виде волн. Если это верно, то Шрёдингер превращал основы матричной механики Гейзенберга в нечто совершенно неприемлемое.

В мае 1926 года Шрёдингер опубликовал доказательство того, что эти два конкурирующих подхода по существу математически эквивалентны. Гейзенберг и другие приверженцы матричной механики сразу же начали борьбу в защиту своей концепции, причём с обеих сторон она принимала всё более эмоциональную окраску. В защиту этого подхода они поставили на карту своё будущее. Шрёдингер же рисковал своей репутацией, отказываясь от признания кажущихся иррациональными понятий дискретности и квантовых скачков и возвращаясь к физическим закономерностям непрерывного, причинно обусловленного и рационального волнового движения. Ни одна из сторон не желала пойти на уступки, что означало бы признание профессионального превосходства противников. Сама суть и будущее направление развития квантовой механики внезапно стали предметом спора в научном мире.

Этот раздор в дальнейшем усилился в связи с появлением карьерных амбиций со стороны Гейзенберга. Всего за несколько недель до того, как Шрёдингер опубликовал доказательство эквивалентности обоих подходов, Гейзенберг отказался от должности профессора в Лейпцигском университете, отдав предпочтение сотрудничеству с Бором в Копенгагене. Скептически настроенный Веклейн, дед Вернера, поспешил в Копенгаген, чтобы попытаться отговорить внука от принятого им решения; именно в этот момент появилась работа Шрёдингера об эквивалентности обоих подходов. Возобновившееся давление Веклейна и брошенный Шрёдингером вызов фундаментальным основам матричной физики заставили Гейзенберга удвоить усилия и попытаться сделать работу на таком высоком уровне, чтобы она получила широкое признание у специалистов, и в конечном итоге обеспечила бы получение места на какой-либо другой кафедре.

Однако по крайней мере три события, происшедшие в 1926 году, вызвали у него ощущение огромной пропасти между его идеями и точкой зрения Шрёдингера. Первое из них - цикл лекций, прочитанный Шрёдингером в Мюнхене в конце июля и посвящённый его новой физике. На этих лекциях молодой Гейзенберг доказывал переполненной аудитории, что теория Шрёдингера не объясняет некоторых явлений. Однако он не сумел никого убедить и покинул конференцию в подавленном состоянии. Затем на осенней конференции немецких учёных и врачей Гейзенберг стал свидетелем полной и, с его точки зрения, ошибочной поддержки идей Шрёдингера.

Наконец, в Копенгагене в сентябре 1926 года между Бором и Шрёдингером разгорелась дискуссия, в которой ни одна из сторон не добилась успеха. В итоге было признано, что никакую из существующих интерпретаций квантовой механики нельзя считать вполне приемлемой.

Движимый в своей работе разными мотивами - личными, профессиональными и научными, - Гейзенберг в феврале 1927 года неожиданно дал нужную интерпретацию, сформулировав принцип неопределённости и не сомневаясь в его правильности.

В письме к Паули от 23 февраля 1927 года он приводит почти все существенные подробности представленной ровно через месяц статьи «О квантовотеоретическом истолковании кинематических и механических соотношений», посвящённой принципу неопределённости.

Согласно принципу неопределённости, одновременное измерение двух так называемых сопряжённых переменных, таких как положение (координата) и импульс движущейся частицы, неизбежно приводит к ограничению точности. Чем более точно измерено положение частицы, тем с меньшей точностью можно измерить её импульс, и наоборот. В предельном случае абсолютно точное определение одной из переменных ведёт к полному отсутствию точности при измерении другой.

Неопределённость - это не вина экспериментатора: она является фундаментальным следствием уравнений квантовой механики и характерным свойством каждого квантового эксперимента. Кроме того, Гейзенберг заявил, что пока справедлива квантовая механика, принцип неопределённости не может быть нарушен. Впервые со времён научной революции ведущий физик провозгласил, что существуют пределы научного познания.

Совместно с идеями таких светил, как Нильс Бор и Макс Борн, принцип неопределённости Гейзенберга вошёл в логически замкнутую систему «копенгагенской интерпретации», которую Гейзенберг и Борн перед встречей ведущих физиков мира в октябре 1927 года объявили полностью завершённой и неизменяемой. Эта встреча, пятая из знаменитых Сольвеевских конгрессов, произошла всего несколько недель спустя после того, как Гейзенберг стал профессором теоретической физики в Лейпцигском университете. Будучи всего двадцати пяти лет от роду, он стал самым молодым профессором в Германии.

Гейзенберг впервые представил чётко сформулированный вывод о наиболее глубоком следствии из принципа неопределённости, связанном с отношением к классическому понятию причинности.

Принцип причинности требует, чтобы каждому явлению предшествовала единственная причина. Это положение отрицается принципом неопределённости, доказываемым Гейзенбергом. Причинная связь между настоящим и будущим теряется, а законы и предсказания квантовой механики имеют вероятностный, или статистический, характер.

Гейзенбергу и другим «копенгагенцам» потребовалось совсем немного времени, чтобы донести отстаиваемое ими учение до тех, кто не посещал европейских институтов. В Соединённых Штатах Гейзенберг нашёл особенно благоприятную среду для обращения в свою веру новых сторонников. Во время совместного с Дираком кругосветного путешествия в 1929 году Гейзенберг прочёл в Чикагском университете оказавший огромное влияние на слушателей курс лекций по «копенгагенской доктрине». В предисловии к своим лекциям Гейзенберг писал: «Цель этой книги можно считать достигнутой, если она будет содействовать утверждению копенгагенского духа квантовой теории… который указал дорогу общему развитию современной атомной физики».

Когда «носитель» этого «духа» вернулся в Лейпциг, его ранние научные труды были широко признаны в той области профессиональной деятельности, которая обеспечивала ему высокое положение как в обществе, так и в науке. В 1933 году одновременно со Шрёдингером и Дираком его работы получили высшее признание - Нобелевскую премию.

В течение пяти лет в Институте Гейзенберга были созданы важнейшие квантовые теории твёрдокристаллического состояния, молекулярной структуры, рассеяния излучения на ядрах и протон-нейтронной модели ядер. Совместно с другими теоретиками они сделали огромный шаг в сторону релятивистской квантовой теории поля и заложили основы для развития исследований в области физики высоких энергий.

Эти достижения привлекли многих лучших студентов в такое научное учреждение, как Институт Гейзенберга. Воспитанные в традициях «копенгагенской доктрины», они сформировали новое доминирующее поколение физиков, которые распространили эти идеи, разъехавшись по всему миру в тридцатые годы после прихода к власти Гитлера.

Хотя Гейзенберг по праву считается сегодня одним из величайших физиков современности, он в то же время подвергается критике за многие его поступки после прихода к власти Гитлера. Гейзенберг никогда не был членом нацистской партии, однако он занимал высокие академические должности и был символом немецкой культуры на оккупированных территориях. С 1941 по 1945 год Гейзенберг был директором института физики кайзера Вильгельма и профессором Берлинского университета. Не раз отвергая предложения эмигрировать, он возглавил основные исследования по расщеплению урана, в которых был заинтересован Третий рейх.

После окончания войны учёный был арестован и отправлен в Англию. Гейзенберг давал различные объяснения своим действиям, которые ещё больше способствовали падению его репутации за границей. Верный сын своей страны, Гейзенберг, которому удалось проникнуть в тайны природы, не сумел разглядеть и понять глубину трагедии, в которую была ввергнута Германия.

В 1946 году Гейзенберг вернулся в Германию. Он становится директором Физического института и профессором Гёттингенского университета. С 1958 года учёный являлся директором Физического университета и астрофизики, а также профессором Мюнхенского университета.

В последние годы усилия Гейзенберга были направлены на создание единой теории поля. В 1958 году он проквантовал нелинейное спинорное уравнение Иваненко (уравнение Иваненко-Гейзенберга). Немало его работ посвящено философским проблемам физики, в частности теории познания, где он стоял на позиции идеализма.

Из книги 100 великих нобелевских лауреатов автора Мусский Сергей Анатольевич

ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ (1901- 1976)Гейзенберг был одним из самых молодых ученых, получивших Нобелевскую премию. Как сказал Н. Бор: «В этот период развития физической науки, который можно сравнить с чудесным приключением, Вернеру Гейзенбергу принадлежит выдающаяся роль».У

Из книги Большая Советская Энциклопедия (БЛ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (БР) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ВЕ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЗО) автора БСЭ

автора БСЭ

Эгк Вернер Эгк (Egk) Вернер (р. 17.5.1901, Аухзесхейм, близ Аугсбурга), немецкий композитор и музыкальный общественный деятель (ФРГ), действительный член Баварской академии изящных искусств (1951). Музыкальное образование получил в Аугсбургской консерватории, совершенствовался в

Из книги 100 великих учёных автора Самин Дмитрий

ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ (1901–1976)Вернер Гейзенберг был одним из самых молодых учёных, получивших Нобелевскую премию. Целеустремлённость и сильный дух соперничества воодушевили его на открытие одного из наиболее известных принципов науки - принципа неопределённости.Вернер

Из книги Афоризмы автора Ермишин Олег

Вернер Мич (р. 1936 г.) афорист Бог вездесущ. Не потому ли его так трудно найти?Брюзга – это человек, который доволен своим недовольством.В плохие времена мыслящие оказываются инакомыслящими.Важнейшим продуктом рыночного хозяйства является потребитель.Если ты приобрел

Из книги 100 великих людей автора Харт Майкл Х

46. ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ (1901–1976) В 1932 году Нобелевская премия в области физики была присуждена Вернеру Карлу Гейзенбергу, немецкому физику, за его роль в создании квантовой механики - одного из наиболее важных достижений в истории науки. Механика - это раздел физики,

Из книги Соварь скептика, том 1 редакция 2 (2012 год) автора Кэрролл Роберт

ВЕРНЕР ЭРХАРД И ЭСТ «В жизни понимание – это утешительный приз». – Вернер Эрхард ЭСТ [Учебный тренинг Эрхарда или Эрхардовский Семинар–тренинг] был одним из наиболее успешных игроков движения развития личности. ЭСТ–тренинг является примером того, что психологи

Из книги Философия Науки. Хрестоматия автора Коллектив авторов

ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ. (1901-1976) В. Гейзенберг - выдающийся немецкий физик, один из творцов квантовой механики и особого «неклассического» стиля мышления в физике. В свои молодые годы он окунулся в самую гущу глубинных исследований процессов микромира. Квантовые колебания

- Werner Heisenberg

- Werner Heisenberg
“Der erste Trunk aus dem Becher der Naturwissenschaft macht atheistisch, aber auf dem Grund des Bechers wartet Gott.” in 15 Jahrhunderte Würzburg: e. Stadt u. ihre Geschichte (1979), p. 205, by Heinz Otremba. The quote per se cannot be found in Heisenberg"s published works, and Otremba apparently does not declare his source. The journalist Eike Christian Hirsch PhD, a personal aquaintance of Heisenberg, whom he interviewed for his 1981 book Expedition in die Glaubenswelt, informed de.wikiquote on 22 June 2015, that content and style of the quote was completely foreign to Heisenberg"s convictions and the way he used to express himself, and that Heisenberg"s children, Dr. Maria Hirsch and Prof. Dr. Martin Heisenberg, did not recognize their father in this quote. Hirsch has suggested that the quote and its attribution to Heisenberg may have been fabricated by a fundamentalist English-speaking Christian seeking support for his faith, and he points to the similar precursor remarks of Francis Bacon, in "Of Atheism" (1601): "A little philosophy inclineth man’s mind to atheism; but depth in philosophy bringeth men’s minds about to religion", and of Alexander Pope, in "An Essay on Criticism" (1709): "A little learning is a dangerous thing; drink deep, or taste not the Pierian spring: there shallow draughts intoxicate the brain, and drinking largely sobers us again." However, there is a passage in a lengthy essay written by Heisenberg in 1942, "Ordnung der Wirklichkeit” ("Reality and Its Order"), published in Collected Works. Section C: Philosophical and Popular Writings. Volume I. Physics and Cognition. 1927-1955 (1984), that parallels the ideas expressed in the quote (albeit in a much expanded form): "The first thing we could say was simply: "I believe in God, the Father, the almighty creator of heaven and earth." The next step - at least for our contemporary consciousness - was doubt. There is no god; there is only an impersonal law that directs the fate of the world according to cause and effect... And yet , we may with full confidence place ourselves into the hands of the higher power who, during our lifetime and in the course of the centuries, determines our faith and therewith our world and our fate." (English translation by M.B.Rumscheidt and N. Lukens, available at http://www.heisenbergfamily.org/t-OdW-english.htm) Carl Friedrich von Weizsäcker, a protégé of Heisenberg, did publish a version of the quote itself in Die Geschichte der Natur (The History of Nature) (1948), appearing to consider it an adage: "Aus dem Denken gibt es keinen ehrlichen Rückweg in einen naiven Glauben. Nach einem alten Satz trennt uns der erste Schluck aus dem Becher der Erkenntnis von Gott, aber auf dem Grunde des Bechers wartet Gott auf den, der ihn sucht. Wenn es so ist, dann gibt es einen Weg des Denkens, der vorwärts zu religiösen Wahrheiten führt, und nur diesen Weg zu suchen ist lohnend. Wenn es nicht so ist, wird unsere Welt auf die Religion ihre Hoffnungen vergeblich setzen." ("From thinking there is no honest way back into a naive belief. According to an old phrase, the first sip from the cup of knowledge separates us from God, but at the bottom of the cup God is waiting for the one who seeks him. If so, then there is a way of thinking that leads to religious truths, and to seek only that way is rewarding. If it is not so, our world will put its hopes to religion in vain.")

- Werner Heisenberg , Across the Frontiers

- Werner Heisenberg , Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science
Context: Whenever we proceed from the known into the unknown we may hope to understand, but we may have to learn at the same time a new meaning of the word "understanding."

- Werner Heisenberg
Context: The interest of research workers has frequently been focused on the phenomenon of regularly shaped crystals suddenly forming from a liquid, e. g. a supersaturated salt solution. According to the atomic theory the forming force in this process is to a certain extent the symmetry characteristic of the solution to Schrödinger"s wave equation, and to that extent crystallization is explained by the atomic theory. Nevertheless this process retains a statistical and - one might almost say - historical element which cannot be further reduced: even when the state of the liquid is completely known before crystallization, the shape of the crystal is not determined by the laws of quantum mechanics. The formation of regular shapes is just far more probable than that of a shapeless lump. But the ultimate shape owes its genesis partly to an element of chance which in principle cannot be analysed further.

- Werner Heisenberg
Context: The existing scientific concepts cover always only a very limited part of reality, and the other part that has not yet been understood is infinite.