Werner Heisenberg — Heisenbergi määramatuse avastaja ja Nobeli laureaat

Werner Heisenberg — Heisenbergi määramatuse avastaja ja Nobeli laureaat: elu, kvantmehaanika läbimurre, sõjaaegsed uuringud ja teaduslik pärand.

Werner Karl Heisenberg (5. detsember 1901 – 1. veebruar 1976) oli üks 20. sajandi mõjukamaid teoreetilisi füüsikuid. Ta sai Nobeli füüsikapreemia 1932. aastal oma kvantmehaanika alaste tööde eest ning on tuntud eelkõige Heisenbergi määramatuse printsiibi avastamise poolest. See printsiip näitab, et teatud suuruste — näiteks osakese asukoha ja impulsi — samaaegsel mõõtmisel on olemas fundamentaalne piir: Δx·Δp ≥ ħ/2, mis tähendab, et ei ole võimalik määrata neid suurusi piiride sisse lõpmata täpselt.

Varasus ja haridus

Heisenberg sündis Saksamaal Würzburgis Bütsantsi ajaloo professori pojana. Ta õppis füüsikat Münchenis, kus tema õpetajate hulka kuulus ka kuulus teoreetik Arnold Sommerfeld. Heisenberg oli erakordselt andekas ja lõpetas õpingud kiiresti — doktoritöö valmis vaid mõne aastaga. Tema doktoritöö käsitles vedelike voolude stabiilsust ja turbulentsi ("Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmen").

Töö kvantmehaanikas

1924. aastal asus Heisenberg Max Borni assistendiks Göttingeni ülikooli. 1925. ja 1926. aastal koos Borni ja Pascal Jordaniga arendas ta välja niinimetatud maatriksiteooria ehk varase versiooni kvantmehaanikast, mis andis uue formaalse aluse aatomite ja osakeste käitumise kirjeldamiseks. Ta töötas ka koos Niels Bohriga Kopenhaageni ülikoolis, kus toimusid tihedad arutelud kvantteooria tõlgenduse üle.

1927. aastal sõnastas Heisenberg oma tuntud määramatuse printsiibi, mis muutis arusaamist mõõtmisest ja füüsikaliste suuruste tähendusest mikromaailmas. Määramatuse printsiip ei ole lihtsalt tekniline mõõtmisviga, vaid fundamentaalne omadus, mis eristab kvantmaailma klassikalisest maailmast.

Akadeemiline karjäär ja tunnustused

Vaid 26-aastaselt sai Heisenbergist Leipzigi ülikooli teoreetilise füüsika professor — väga noor vanus selleameti jaoks. Tema panus teooriasse tõi talle 31-aastaselt Nobeli füüsikapreemia. Heisenberg avaldas hulgaliselt teaduslikke töid, juhtis seminare ja juhendas mitmeid juhitavaid teadlasi ning mõjutas tugevalt kvantfüüsika kujunemist.

Isiklik elu

1937. aastal abiellus ta Elisabeth Schumacheriga. Peres sündis seitse last; üks nende pojadest on tuntud neurobioloog ja geneetik Martin Heisenberg.

Teine maailmasõda ja aatomiuuringud

Teise maailmasõja ajal juhtis Werner Heisenberg aastatel 1942–1945 Saksa aatomiuuringuid (nii-nimetatud uraani- või tuumaprojekti). Selle projekti tulemuseks ei tekkinud sõjatehniliselt kasutatavat tuumarelva. Miks nii juhtus, on teadlaste ja ajaloolaste seas palju arutlusi: osad leiavad, et teadlaste teadlikud või alateadlikud valikud takistasid relva arendamist; teised rõhutavad ressursside nappust, sõjatingimusi ja tehnilisi raskusi. Heisenbergi isiklik suhe natsirežiimiga on samuti olnud vaidlusteema — mõned kirjeldavad teda kui vastumeelset natsismi suhtes, teised osutavad tema ametialasele koostööle sõjavõimudega.

Vangistus ja sõjjärgseid aastad

Pärast sõja lõppu peeti Heisenberg alates 1945. aasta maist kuni 1946. aasta jaanuarini kinni Inglismaal Farm Hallis, kus britid ja ameeriklased hoidsid ja jälgisid paljusid saksa teadlasi ning kuulasid nende vestlusi. Salvestatud arutelud ja hilisemad analüüsid Farm Halli ajast annavad väärtuslikku teavet nii teadlaste teadmisest kui ka nende kavatsustest tuumaprogrammi osas.

Hiljem osales Heisenberg Lääne-Saksamaal teadustöö ning teaduse administratiivse ja eetilise keskustena: ta aitas teaduselu taastada ning avaldas nii erialaseid kui populaarteaduslikke tekste, kus käsitles teaduse rolli ühiskonnas ja tuumatehnoloogia eetilisi küsimusi. Ta töötas tuumauuringute alal, kuid avalikult oli ta tuumarelvade vastu ning toetas rahumeelseid rakendusi ja rahvusvahelist kontrolli.

Pärand

Heisenberg suri 1976. aastal 74-aastaselt Münchenis Saksamaal. Tema teadustöö — eriti kvantmehaanika alased ideed ja määramatuse põhimõte — on jätnud püsiva jälje nii füüsikale kui ka filosoofilisele arutelule loodusteaduste olemuse kohta. Tema töö mõjutab tänapäevalki kvantteooria alaseid uurimissuunasid ja tehnoloogiaid ning teda mäletatakse kui mõtlejat, kes pani aluse mikromaailma mõistmisele.

Küsimused ja vastused

K: Kes oli Werner Karl Heisenberg?

K: Mida avastas Heisenberg?

K: Millal sündis Werner Karl Heisenberg?

K: Millal ta sai Nobeli füüsikapreemia?

K: Millal ta suri?

K: Mis on Heisenbergi määramatuse põhimõte?

Otsing