- ชีวประวัติ
- ปีแรกและการศึกษา
- จุดเริ่มต้นของอาชีพของเขา
- รางวัลโนเบล
- การโจมตีของนาซี
- ไฮเซนเบิร์กในสงครามโลกครั้งที่สอง
- ปีหลังสงครามและความตาย
- การค้นพบและการมีส่วนร่วม
- กลศาสตร์เมทริกซ์
- หลักการของความไม่แน่นอน
- แบบจำลองนิวตรอน - โปรตอน
- เล่น
- หลักการทางกายภาพของทฤษฎีควอนตัม
- ฟิสิกส์และปรัชญา
- ฟิสิกส์และอื่น ๆ
- อ้างอิง
Werner Heisenberg (1901 - 1976) เป็นนักฟิสิกส์และนักปรัชญาชาวเยอรมันที่รู้จักกันดีว่าเป็นคนที่สามารถกำหนดกลศาสตร์ควอนตัมในแง่ของเมทริกซ์ได้นอกเหนือจากการสร้างหลักการความไม่แน่นอน ด้วยการค้นพบเหล่านี้ทำให้เขาสามารถคว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2475
นอกจากนี้เขายังมีส่วนร่วมในการมีส่วนร่วมในทฤษฎีอุทกพลศาสตร์ของของเหลวปั่นป่วนนิวเคลียสของอะตอมเฟอร์แมกเนติกส์รังสีคอสมิกและอนุภาคย่อยในงานวิจัยอื่น ๆ
Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / Unknown ผู้เขียนที่ไม่รู้จัก / CC-BY-SA 3.0 ผ่าน Wikimedia Commons
เขาเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่เข้าไปแทรกแซงโครงการอาวุธนิวเคลียร์ของนาซีเยอรมันในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เมื่อสงครามสิ้นสุดลงเขาได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้อำนวยการของ Kaiser Willhelm Institute for Physics
เขาดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการจนกระทั่งสถาบันย้ายไปที่มิวนิกซึ่งได้ขยายและเปลี่ยนชื่อเป็น Max Planck Institute for Physics and Astrophysics
Heisenberg เป็นประธานสภาวิจัยแห่งเยอรมัน, คณะกรรมาธิการฟิสิกส์ปรมาณู, คณะทำงานฟิสิกส์นิวเคลียร์และประธานมูลนิธิ Alexander von Humboldt
ชีวประวัติ
ปีแรกและการศึกษา
Werner Karl Heisenberg เกิดเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ. 2444 ที่เมืองWürzburgประเทศเยอรมนี เขาเป็นบุตรชายของคาสปาร์เอิร์นส์ออกัสต์ไฮเซนเบิร์กครูสอนภาษาคลาสสิกในโรงเรียนมัธยมปลายซึ่งกลายเป็นครูสอนภาษากรีกยุคกลางและสมัยใหม่เพียงคนเดียวของเยอรมนีในระบบมหาวิทยาลัย แม่ของเขาเป็นผู้หญิงชื่อ Annie Wecklein
เขาเริ่มศึกษาด้านฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ที่ Ludwig Maximilian University ในมิวนิกและมหาวิทยาลัย Georg-August ในเกิตทิงเงนระหว่างปี 2463 ถึง 2466
ศาสตราจารย์และนักฟิสิกส์อาร์โนลด์ซอมเมอร์เฟลด์ได้สังเกตนักเรียนที่เก่งที่สุดและรู้ว่าไฮเซนเบิร์กสนใจทฤษฎีฟิสิกส์กายวิภาคของเดนนีลส์บอร์ ศาสตราจารย์พาเขาไปที่เทศกาลบอร์ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2465
ในที่สุดในปีพ. ศ. 2466 เขาได้รับปริญญาเอกที่มิวนิกภายใต้ซอมเมอร์เฟลด์และสำเร็จการศึกษาในปีถัดไป
เรื่องของวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของไฮเซนเบิร์กได้รับการเสนอแนะโดยซอมเมอร์เฟลด์เอง เขาพยายามที่จะจัดการกับความคิดของความปั่นป่วนที่เห็นว่าเป็นรูปแบบของการเคลื่อนที่ของของเหลวที่มีการเปลี่ยนแปลงความดันและความเร็วในการไหลอย่างกะทันหัน
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Heisenberg เข้าใกล้ปัญหาเรื่องเสถียรภาพโดยใช้สมการเฉพาะหลายประการ ในช่วงวัยหนุ่มของเขาเขาเป็นสมาชิกของสมาคมลูกเสือเยอรมันและเป็นส่วนหนึ่งของขบวนการเยาวชนเยอรมัน
จุดเริ่มต้นของอาชีพของเขา
ระหว่างปีพ. ศ. 2467 ถึงปีพ. ศ. 2470 Heisenberg ได้รับการยกย่องว่าเป็นเอกชน (ศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยชื่อ) ในเกิตทิงเงน
ตั้งแต่วันที่ 17 กันยายน พ.ศ. 2467 ถึงวันที่ 1 พฤษภาคมของปีถัดไปเขาได้ทำการวิจัยร่วมกับ Niels Bohr นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กโดยได้รับทุนจาก Rockefeller Foundation Board of International Education
ในปีพ. ศ. 2468 ในช่วงหกเดือนเขาได้พัฒนาสูตรกลศาสตร์ควอนตัม การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ค่อนข้างสมบูรณ์พร้อมด้วยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Max Born และ Pascual Jordan
ขณะอยู่ในโคเปนเฮเกนในปีพ. ศ. 2470 ไฮเซนเบิร์กสามารถพัฒนาหลักการความไม่แน่นอนของเขาได้ในขณะที่ทำงานบนพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัม
หลังจากเสร็จสิ้นการวิจัยของเขาในวันที่ 23 กุมภาพันธ์เขาเขียนจดหมายถึงนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย Wolfgang Pauli ซึ่งเขาได้อธิบายหลักการดังกล่าวเป็นครั้งแรก
จากนั้นในปีพ. ศ. 2471 เขาเสนอบทความที่ตีพิมพ์ในเมืองไลพ์ซิกซึ่งเขาใช้หลักการกีดกัน Pauli เพื่อไขปริศนาของเฟอร์ริก ปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ก่อให้เกิดการจัดเรียงแม่เหล็กในทิศทางและความรู้สึกเดียวกัน
ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2472 Heisenberg และ Pauli ได้นำเสนอเอกสารสองฉบับที่ทำหน้าที่วางรากฐานของทฤษฎีสนามควอนตัมเชิงสัมพันธ์
รางวัลโนเบล
Werner Heisenberg ไม่เพียง แต่สามารถพัฒนาโปรแกรมการวิจัยเพื่อสร้างทฤษฎีสนามควอนตัมร่วมกับเพื่อนร่วมงานของเขา แต่เขายังสามารถทำงานกับทฤษฎีของนิวเคลียสของอะตอมหลังจากการค้นพบนิวตรอนในปี 2475
ในโครงการดังกล่าวเขาประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบบจำลองปฏิสัมพันธ์ของโปรตอน - นิวตรอนในคำอธิบายแรกเริ่มซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อแรงที่แข็งแกร่ง
ในปีพ. ศ. 2471 อัลเบิร์ตไอน์สไตน์ได้รับการเสนอชื่อเข้าชิง Werner Heisenberg, Max Born และ Pascual Jordan สำหรับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ การประกาศรางวัล พ.ศ. 2475 ล่าช้าไปจนถึงเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2476
ในเวลานี้มีการประกาศว่าไฮเซนเบิร์กได้รับรางวัล 1932 จากการสร้างกลศาสตร์ควอนตัม จากการมีส่วนร่วมของ Heisenberg ได้ค้นพบไฮโดรเจนในรูปแบบ allotropic นั่นคือโครงสร้างอะตอมที่แตกต่างกันของสารที่เรียบง่าย
การโจมตีของนาซี
ในปีเดียวกับที่เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาสันติภาพในปี พ.ศ. 2476 เขาได้เห็นการเติบโตของพรรคนาซี นโยบายของนาซีไม่รวม "คนที่ไม่ใช่อารยัน" ซึ่งหมายถึงการเลิกจ้างศาสตราจารย์หลายคนรวมถึง: เกิดไอน์สไตน์และเพื่อนร่วมงานของไฮเซนเบิร์กคนอื่น ๆ ในไลพ์ซิก
การตอบสนองของ Heisenberg ต่อการกระทำดังกล่าวเป็นไปอย่างสงบห่างไกลจากเสียงโวยวายของสาธารณชนเพราะเขาคิดว่าระบอบการปกครองของนาซีจะมีอายุสั้น ไฮเซนเบิร์กกลายเป็นเป้าหมายที่ง่ายดายอย่างรวดเร็ว
กลุ่มนักฟิสิกส์หัวรุนแรงของนาซีได้ส่งเสริมแนวคิดของ "ฟิสิกส์อารยัน" ซึ่งตรงข้ามกับ "ฟิสิกส์ของชาวยิว" ซึ่งเป็นทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพและทฤษฎีควอนตัม ในความเป็นจริงไฮเซนเบิร์กถูกโจมตีอย่างหนักจากสื่อนาซีเรียกเขาว่า "ยิวผิวขาว"
ซอมเมอร์เฟลด์ได้พิจารณาออกจากไฮเซนเบิร์กในฐานะผู้สืบทอดชั้นเรียนที่มหาวิทยาลัยมิวนิก อย่างไรก็ตามการเสนอราคาสำหรับการแต่งตั้งล้มเหลวเนื่องจากการต่อต้านจากการเคลื่อนไหวของนาซี ไฮเซนเบิร์กถูกทิ้งให้อยู่กับรสขมหลังจากการตัดสินใจโดยพลการของนาซี
ไฮเซนเบิร์กในสงครามโลกครั้งที่สอง
ในวันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2482 โครงการอาวุธนิวเคลียร์ของเยอรมันได้ก่อตั้งขึ้นในวันเดียวกับที่สงครามโลกครั้งที่สองเริ่มต้นขึ้น หลังจากการประชุมหลายครั้ง Heisenberg ได้รับการบรรจุและแต่งตั้งให้เป็นกรรมการผู้จัดการ
ตั้งแต่วันที่ 26 ถึง 28 กุมภาพันธ์ พ.ศ.
นอกจากนี้เขายังอธิบายศักยภาพพลังงานมหาศาลที่พลังงานประเภทนี้ให้ เขาอ้างว่าอิเล็กตรอน 250 ล้านโวลต์สามารถปล่อยออกมาผ่านการแยกนิวเคลียสของอะตอมได้ดังนั้นพวกเขาจึงเริ่มทำการวิจัย
การค้นพบนิวเคลียร์ฟิชชันถูกนำไปสู่ความสนใจของเยอรมัน อย่างไรก็ตามกลุ่มวิจัยของ Heisenberg ไม่ประสบความสำเร็จในการผลิตเครื่องปฏิกรณ์หรือระเบิดปรมาณู
การอ้างอิงบางส่วนได้นำเสนอ Heisenberg ว่าไร้ความสามารถ ในทางตรงกันข้ามคนอื่น ๆ ได้เสนอว่าการล่าช้านั้นเป็นไปตามวัตถุประสงค์หรือความพยายามนั้นถูกก่อวินาศกรรม สิ่งที่ชัดเจนคือมีข้อผิดพลาดที่สำคัญในหลาย ๆ จุดในการสอบสวน
จากการอ้างอิงต่างๆการถอดเสียงจากภาษาเยอรมันเป็นภาษาอังกฤษเผยให้เห็นว่าทั้ง Heisenberg และเพื่อนร่วมงานคนอื่น ๆ รู้สึกยินดีที่ฝ่ายสัมพันธมิตรได้รับชัยชนะในสงครามโลกครั้งที่สอง
ปีหลังสงครามและความตาย
ในที่สุดในปีพ. ศ. 2489 เขากลับมาดำรงตำแหน่งที่สถาบันไกเซอร์วิลเฮล์มซึ่งไม่นานก็ได้เปลี่ยนชื่อเป็นสถาบันฟิสิกส์แม็กซ์พลังค์ ในช่วงหลังสงคราม Heisenberg ได้รับบทบาทในฐานะผู้ดูแลและโฆษกของวิทยาศาสตร์เยอรมันในเยอรมนีตะวันตกโดยยังคงรักษาท่าทีเหี้ยน
ในปีพ. ศ. 2492 เขากลายเป็นประธานคนแรกของสภาวิจัยเยอรมันด้วยความตั้งใจที่จะส่งเสริมวิทยาศาสตร์ของประเทศในระดับสากล
ต่อมาในปีพ. ศ. 2496 เขาได้เป็นประธานผู้ก่อตั้งมูลนิธิฮัมโบลดต์ องค์กรที่ได้รับทุนจากรัฐบาลซึ่งมอบทุนการศึกษาให้กับนักวิชาการชาวต่างชาติเพื่อทำวิจัยในเยอรมนี
ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1960 Heisenberg สามารถเขียนอัตชีวประวัติของเขาได้ หนังสือเล่มนี้ได้รับการตีพิมพ์ในเยอรมนีและหลายปีต่อมาก็ได้รับการแปลเป็นภาษาอังกฤษจากนั้นเป็นภาษาอื่น ๆ
เมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2519 ไฮเซนเบิร์กเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งไตและถุงน้ำดี วันรุ่งขึ้นเพื่อนร่วมงานของเขาเดินจากสถาบันฟิสิกส์ไปที่บ้านของเขาโดยวางเทียนไว้ที่ประตูหน้าบ้านเพื่อแสดงความเคารพต่อนักวิทยาศาสตร์ในตำนาน
การค้นพบและการมีส่วนร่วม
กลศาสตร์เมทริกซ์
แบบจำลองแรกของกลศาสตร์ควอนตัมก่อตั้งขึ้นโดย Albert Einstein, Niels Bohr และนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำอื่น ๆ ต่อมานักฟิสิกส์รุ่นใหม่กลุ่มหนึ่งได้อธิบายโดยขัดกับทฤษฎีคลาสสิกโดยอาศัยการทดลองและไม่ใช้สัญชาตญาณโดยใช้ภาษาที่แม่นยำกว่ามาก
ในปีพ. ศ. 2468 ไฮเซนเบิร์กเป็นคนแรกที่สร้างกลศาสตร์ควอนตัมสูตรทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์ที่สุดแบบหนึ่ง แนวคิดของไฮเซนเบิร์กคือด้วยสมการนี้ความเข้มของโฟตอนในแถบต่างๆของสเปกตรัมไฮโดรเจนสามารถทำนายได้
สูตรนี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าระบบใด ๆ สามารถอธิบายและวัดได้ด้วยการสังเกตและการวัดทางวิทยาศาสตร์ตามทฤษฎีเมทริกซ์ ในแง่นี้เมทริกซ์คือนิพจน์ทางคณิตศาสตร์เพื่อเชื่อมโยงข้อมูลจากปรากฏการณ์
หลักการของความไม่แน่นอน
ฟิสิกส์ควอนตัมมักจะสับสนเนื่องจากค่าแน่นอนถูกแทนที่ด้วยความน่าจะเป็น ตัวอย่างเช่นอนุภาคสามารถอยู่ในที่ใดที่หนึ่งหรือแม้กระทั่งในทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกัน สถานที่ตั้งสามารถประมาณได้ด้วยความน่าจะเป็นเท่านั้น
ความสับสนทางควอนตัมนี้สามารถอธิบายได้ด้วยหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก ในปี 1927 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันได้อธิบายหลักการของเขาโดยการวัดตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของอนุภาค ตัวอย่างเช่นโมเมนตัมของวัตถุคือมวลของมันคูณด้วยความเร็วของมัน
จากข้อเท็จจริงนี้หลักการความไม่แน่นอนบ่งชี้ว่าไม่สามารถทราบตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของอนุภาคได้ด้วยความแน่นอนแน่นอน ไฮเซนเบิร์กอ้างว่ามีข้อ จำกัด ว่าจะทราบตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาคได้ดีเพียงใดแม้จะใช้ทฤษฎีของเขาก็ตาม
สำหรับ Heisenberg หากคุณรู้ตำแหน่งอย่างแม่นยำคุณจะมีข้อมูลที่ จำกัด เกี่ยวกับโมเมนตัมของมันเท่านั้น
แบบจำลองนิวตรอน - โปรตอน
แบบจำลองโปรตอน - อิเล็กตรอนนำเสนอปัญหาบางประการ แม้ว่าจะเป็นที่ยอมรับว่านิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน แต่ลักษณะของนิวตรอนยังไม่ชัดเจน
หลังจากการค้นพบนิวตรอน Werner Heisenberg และ Dmitri Ivanenko นักฟิสิกส์โซเวียต - ยูเครนได้เสนอแบบจำลองโปรตอนและนิวตรอนสำหรับนิวเคลียสในปี พ.ศ. 2475
เอกสาร Heisenberg กล่าวถึงรายละเอียดของโปรตอนและนิวตรอนภายในนิวเคลียสผ่านกลศาสตร์ควอนตัม นอกจากนี้ยังสันนิษฐานว่ามีอิเล็กตรอนนิวเคลียร์นอกเหนือจากนิวตรอนและโปรตอน
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเขาสันนิษฐานว่านิวตรอนเป็นสารประกอบโปรตอน - อิเล็กตรอนซึ่งไม่มีคำอธิบายเชิงกลเชิงควอนตัม
แม้ว่าแบบจำลองนิวตรอน - โปรตอนสามารถแก้ปัญหาและตอบคำถามบางข้อได้ แต่ก็พิสูจน์ได้ว่าเป็นปัญหาในการอธิบายว่าอิเล็กตรอนสามารถเล็ดลอดออกจากนิวเคลียสได้อย่างไร ถึงกระนั้นด้วยการค้นพบเหล่านี้ภาพของอะตอมจึงเปลี่ยนไปและเร่งการค้นพบฟิสิกส์อะตอมอย่างมีนัยสำคัญ
เล่น
หลักการทางกายภาพของทฤษฎีควอนตัม
The Physical Principles of Quantum Theory เป็นหนังสือที่เขียนโดย Werner Heisenberg ซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 1930 โดยขอบคุณมหาวิทยาลัยชิคาโก ต่อมาในปี พ.ศ. 2492 ได้มีการพิมพ์ฉบับใหม่จนประสบความสำเร็จ
นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเขียนหนังสือเล่มนี้ด้วยความตั้งใจที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมด้วยวิธีง่ายๆโดยใช้ภาษาทางเทคนิคเพียงเล็กน้อยเพื่อให้เข้าใจวิทยาศาสตร์นี้อย่างรวดเร็ว
หนังสือเล่มนี้ได้รับการอ้างอิงมากกว่า 1,200 ครั้งในการอ้างอิงและแหล่งข้อมูลที่สำคัญอย่างเป็นทางการ โครงสร้างของงานมีพื้นฐานมาจากการอภิปรายทฤษฎีควอนตัมและหลักการความไม่แน่นอนอย่างรวดเร็วและง่ายดาย
ฟิสิกส์และปรัชญา
ฟิสิกส์และปรัชญาประกอบด้วยผลงานสรุปสั้น ๆ ที่เขียนโดย Werner Heisenberg ในปี 1958 ในงานนี้ Heisenberg ได้อธิบายถึงเหตุการณ์การปฏิวัติในฟิสิกส์สมัยใหม่จากบทความและผลงานที่โดดเด่นของเขา
ไฮเซนเบิร์กโดดเด่นด้วยการบรรยายและการพูดคุยเกี่ยวกับฟิสิกส์มานับไม่ถ้วนตลอดอาชีพการงานทางวิทยาศาสตร์ของเขา ในแง่นี้งานนี้เป็นการรวบรวมการพูดคุยทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน: หลักการความไม่แน่นอนและแบบจำลองอะตอม
ฟิสิกส์และอื่น ๆ
Physics and Beyond เป็นหนังสือที่เขียนโดย Werner Heisenberg ในปีพ. ศ. 2512 ซึ่งเล่าถึงประวัติศาสตร์ของการสำรวจอะตอมและกลศาสตร์ควอนตัมจากประสบการณ์ของเขา
หนังสือเล่มนี้ใช้บทสนทนาของการถกเถียงระหว่างไฮเซนเบิร์กและเพื่อนร่วมงานคนอื่น ๆ ของเขาในเรื่องต่างๆทางวิทยาศาสตร์ ข้อความนี้รวมถึงการสนทนากับ Albert Einstein
ความตั้งใจของ Heisenberg คือผู้อ่านสามารถมีประสบการณ์ในการฟังด้วยตนเองกับนักฟิสิกส์ที่เป็นที่รู้จักเช่น Niels Bohr หรือ Max Planck ไม่เพียง แต่พูดถึงฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงหัวข้ออื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปรัชญาและการเมืองด้วย จึงเป็นชื่อหนังสือ
นอกจากนี้งานนี้ยังเล่าถึงการเกิดขึ้นของฟิสิกส์ควอนตัมและคำอธิบายของสภาพแวดล้อมที่พวกเขาอาศัยอยู่โดยมีคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับภูมิประเทศและการศึกษาในลักษณะธรรมชาติของเวลา
อ้างอิง
- Werner Heisenberg, Richard Beyler, (nd) นำมาจาก Britannica.com
- Weiner Heisenberg พอร์ทัลนักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง (nd) นำมาจาก famousscientists.org
- Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Scotland, (nd) นำมาจาก groups.dcs.st-and.ac.uk
- Werner Heisenberg, Wikipedia เป็นภาษาอังกฤษ, (nd) นำมาจาก Wikipedia.org
- ความไม่แน่นอนของควอนตัมไม่ใช่ทั้งหมดในการวัด Geoff Brumfiel, (2012) นำมาจาก nature.com