27. ورنر هایزنبرگ
وِرنِر کارل هایزِنبرگ (به آلمانی: Werner Karl Heisenberg) (۵ دسامبر ۱۹۰۱ – ۱ فوریه ۱۹۷۶) فیزیکدان آلمانی، برندهٔ نوبل فیزیک، و از پیشگامان فیزیک کوانتومی بود. او از اثرگذارترین دانشمندان در فیزیک نوین بهشمار میرود.[۱]
زندگی
هایزنبرگ در وورتسبورگ آلمان به دنیا آمد. پدرش استاد زبانهای یونانی در دانشگاه مونیخ بود. او در دبیرستان ماکسیمیلیان مونیخ تحصیل کرد و سپس وارد دانشگاه مونیخ شد و زیر نظر آرنولد زومرفلد به مطالعهٔ فیزیک پرداخت. در سال ۱۹۲۳ رسالهٔ دکترای خود را دربارهٔ پایداری و آشفتگی جریانهای سیال ارائه کرد.[۲]
او سپس به دانشگاه گوتینگن رفت و با ماکس بورن همکاری کرد. در سال ۱۹۲۴ با بورسیهٔ بنیاد راکفلر به مؤسسه نیلز بور در کپنهاگ رفت و همکاری نزدیکی با نیلز بور آغاز کرد. در سال ۱۹۲۷، در سن ۲۶ سالگی، بهعنوان استاد فیزیک نظری در دانشگاه لایپزیگ منصوب شد.[۳]
تمبر یادبود ورنر هایزنبرگ
دستاوردهای علمی
در سال ۱۹۲۵، هایزنبرگ مقالهٔ مشهور Umdeutung را منتشر کرد که بازتفسیر مهمی از نظریهٔ قدیم کوانتومی بود. او به همراه ماکس بورن و پاسکوال یوردان، فرمولبندی ماتریسی مکانیک کوانتومی را توسعه داد. این کار نقطهٔ عطفی در تاریخ فیزیک بود.[۴]
در سال ۱۹۲۷، او اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را معرفی کرد که بیان میکند مکان و تکانهٔ یک ذره را نمیتوان همزمان با دقت نامحدود اندازهگیری کرد. این اصل یکی از بنیادیترین مفاهیم در فیزیک کوانتومی است.[۵]
او همچنین در زمینههای فیزیک هستهای، ذرات بنیادی، فرومغناطیس، کیهانشناسی و پرتوهای کیهانی پژوهشهای مهمی انجام داد.[۶]
مهمترین کشف هایزنبرگ نامعادلهٔ مشهور عدم قطعیت در مکانیک کوانتومی است. بر پایۀ این نامعادله، قطعیت اندازهگیری تکانه و مکان، رابطهٔ معکوس دارند. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، از نظر ریاضی، اینگونه نوشته میشود:
Δx⋅Δp≥h4π=ℏ2
کارهای باارزش دیگر هایزنبرگ در فیزیک ذرهای و هستهای است.
فعالیت در دوران جنگ جهانی دوم
در طول جنگ جهانی دوم، هایزنبرگ ریاست مؤسسه کایزر ویلهلم برای فیزیک در برلین را بر عهده داشت و در پروژهٔ هستهای آلمان (Uranprojekt) مشارکت کرد. هدف این پروژه بررسی امکان ساخت راکتور هستهای و بمب اتمی بود. با این حال، آلمان نازی هرگز موفق به ساخت بمب اتمی نشد. دربارهٔ نقش هایزنبرگ در کند کردن یا پیشبرد این پروژه، میان تاریخنگاران اختلاف نظر وجود دارد.[۷]
هایزنبرگ در جنگ جهانی دوم در آلمان ماند و محافظهکاری در پیش گرفت؛ با اینکه در پروژه ساخت بمب اتم هیتلر شرکت داشت، عضو حزب ناسیونال سوسیالیستهای آلمان نشد.[۸] وی حتی بهسبب نظراتش در فیزیک نظری («فیزیک آریایی»[۹]) از سوی یوهان اشتارک، «یهودی سفید» نامیده شد.[۱۰][۱۱] البته هایزنبرگ از این اتهام، بهدلایل خانوادگی[۱۲] از سوی هاینریش هیملر، فرمانده اساس، تبرئه شد و به کارهای علمیاش در آلمان در دوره نازیسم ادامه داد.[۱۳] بااینحال، دستگاه آلمان نازی از روی بیاعتمادی به او، کرسی معتبر آرنولد زومرفلد را، برخلاف توصیه خود زومرفلد، به او نداد.[۱۴] او که در ساخت راکتور و بمب هستهای با نازیها همکاری میکرد، سوم می ۱۹۴۵، سه روز پیشاز تسلیمشدن آلمان، از سوی نیروهای آمریکایی بازداشت و برای بازجویی به انگلستان فرستاده شد و در کنار ۹ دانشمند دیگر، از سوی MI6 بازجویی شد و پس از ۸ ماه به آلمان نزد خانوادهاش بازگشت.
دوران پس از جنگ
پس از پایان جنگ، هایزنبرگ مدتی توسط نیروهای متفقین بازداشت شد و سپس به آلمان بازگشت. او در سال ۱۹۴۶ به ریاست مؤسسه فیزیک ماکس پلانک در گوتینگن منصوب شد و بعدها در مونیخ به فعالیت علمی ادامه داد. او در زمینهٔ مدل پروتون-نوترون برای هستهٔ اتم و S-ماتریس پژوهشهای مهمی انجام داد.[۱۵]
در هنر
هایزنبرگ مانند ماکس پلانک، نوازنده چیرهدست پیانو بود، و در کنسرتهایی نیز شرکت داشت.[۱۶]
فلسفه و دیدگاهها
هایزنبرگ علاوه بر فیزیک، به فلسفهٔ علم نیز علاقهمند بود. او از مدافعان تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی بود و در آثارش به پیامدهای فلسفی اصل عدم قطعیت پرداخت. او در کتاب Physics and Philosophy (۱۹۵۸) به بررسی رابطهٔ میان علم و فلسفه پرداخت.[۱۷]
«جزء و کل» یکی از نوشتههای هایزنبرگ است. این کتاب، خاطرات هایزنبرگ را دربردارد، و برای مثال دربردارندهٔ چگونگی پیوستنش به دانشکدهٔ فیزیک دانشگاه مونیخ، آشناییاش با نیلز بور، رفتار هایزنبرگ در زمان رایش سوم، بحثهای علمی و فلسفی با افراد، و بسیاری از گوشههای زندگی این دانشمند بزرگ است. این کتاب به فارسی ترجمه شده و مرکز نشر دانشگاهی آن را منتشر کردهاست.
جوایز و افتخارات
- جایزه نوبل فیزیک (۱۹۳۲)
- مدال ماکس پلانک (۱۹۳۳)
- نشان پور لو مریت (۱۹۵۷)
- مدال طلای نیلز بور (۱۹۷۰)
او همچنین عضو افتخاری انجمن سلطنتی لندن و چندین آکادمی علمی دیگر بود.[۱۸]
یادمانها
امروزه موزهای از آثار او در آلمان برپاست.
شبکه بیبیسی-۴، ۲۰۰۲، دربارهٔ آخرین دیدار مشهور هایزنبرگ با نیلز بور، یک فیلم تئاتری بنام کپنهاگ، پخش کرد. دنیل کریگ (بازیگر نقش جیمز باند) در آن به نقش هایزنبرگ ظاهر شد.[۱۹]
فیلم سینمایی اوپنهایمر ساختهٔ کریستوفر نولان و با بازی کیلین مورفی در نقش اوپنهایمر، امیلی بلانت در نقش همسر اپنهایمر، رابرت داونی جونیور در نقش لوئیس استراوس و مت دیمون در نقش لسلی گرووزدر سال ۲۰۲۳ اکران شد که در آن به نقش این دانشمند اشاراتی شده است.