Werner Heisenberg

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Werner Heisenberg
Narození 5. prosince 1901
Würzburg
Úmrtí 1. února 1976 (ve věku 74 let)
Mnichov
Příčina úmrtí nádory ledvin a rakovina žlučníku
Místo odpočinku Waldfriedhof v Mnichově
Alma mater Mnichovská univerzita
Zaměstnavatelé Lipská univerzita
Univerzita v Göttingenu
Humboldtova univerzita
Ocenění Nobelova cena za fyziku (1932)
Medaile Maxe Plancka (1933)
Řád za zásluhy v oblasti umění a věd
Pour le Mérite
Velký záslužný kříž s hvězdou a šerpou Záslužného řádu Spolkové republiky Německo
… více na Wikidatech
Manžel(ka) Elisabeth Heisenberg
Děti Martin Heisenberg a Jochen Heisenberg
Rodiče August Heisenberg a Annie Heisenberg
Příbuzní Erwin Heisenberg
Podpis Podpis
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Werner Karl Heisenberg (5. prosince 1901 Würzburg1. února 1976 Mnichov) byl německý teoretický fyzik, matematik a filozof, jemuž byla za podíl na objevu kvantové mechaniky v roce 1932 udělena Nobelova cena za fyziku.[1] Heisenberg jako první sestavil matematický model atomu pomocí maticové algebry. Společně s Maxem Bornem a Pascualem Jordanem je zakladatelem tzv. maticové kvantové mechaniky – popisu atomu v relativistickém pojetí fyziky (tzv. Heisenberg-Born-Jordanova mechanika). Heisenberg byl také zastáncem dánského fyzika Nielse Bohra. Dalším z jeho důležitých objevů je tzv. Heisenbergův princip neurčitosti (relace neurčitosti), objevil také matematický princip změny pořadí násobitele (princip nekomutativních operátorů).

Již ve svých dvaadvaceti letech Heisenberg získal doktorát z fyziky. Ve 26 letech se stal profesorem na univerzitě v Göttingenu. Byl také nadšeným sportovcem, horolezcem, milovníkem vážné hudby a dobrým amatérským klavíristou.

Mládí[editovat | editovat zdroj]

Již při studiu na gymnáziu si vyučující matematiky a fyziky všimli Heisenbergova nadání. V roce 1920 Werner Heisenberg zahájil studium na vysoké škole v Mnichově a brzy na sebe svým talentem upozornil průkopníka atomové a kvantové fyziky prof. Arnolda Sommerfelda. V roce 1922 se Heisenberg stal odborným asistentem Maxe Borna na univerzitě v Göttingenu. V roce 1923 se setkal s Albertem Einsteinem, což Heisenberg považoval za zásadní impuls své další vědecké kariéry. V roce 1923 Werner Heisenberg získal doktorát z hydrodynamiky a v následujícím roce 1924 dokončil habilitační práci nutnou k výuce na vysokých školách. V roce 1925 se osobně setkal na Ústavu teoretické fyziky v Kodani s Nielsem Bohrem. V červenci 1925 vydal vědeckou publikaci, ve které objasnil princip nekomutativního násobení. V září 1925 vyšla ve spolupráci s Pascualem Jordanem první vědecká publikace o kvantové mechanice Zur Quantenmechanik a v listopadu 1925 vyšla proslulá vědecká publikace „tří mužů“, Borna, Heisenberga a Jordana Zur Quantenmechanik II, která je základním pilířem kvantové mechaniky.

Heisenbergova rovnice[editovat | editovat zdroj]

Heisenbergova rovnice je relativistickým abstraktním modelem popisu atomu. Matematickým aparátem je vektorový a maticový počet. Tento přístup a vysvětlení atomu upoutal nejen Nielse Bohra, ale také jeho švýcarského kolegu Wolfganga Pauliho. Počátkem roku 1926 však přišel do atomové fyziky nečekaný impuls. Ve čtyřech vědeckých publikacích (cca 140 stránek) zveřejnil odlišný popis atomu rakouský fyzik a matematik Erwin Schrödinger. Jeho rovnice popisuje časový a prostorový vývoj vlnové funkce částice, která se pohybuje v poli sil. Heisenberg na Schrödingerovo pojetí vizualizace atomu veřejně zaútočil a označil jeho pojetí za zcela nesmyslné a zcestné. Erwin Schrödinger obhajoval svoji časoprostorovou vlnovou rovnici a označil Heisenbergovu matematicko-abstraktní pojetí atomu za naprosto naivní a v podstatě hloupé. Na Schrödingerově přednášce v Mnichově v roce 1926 dosáhl jejich názorový rozpor vrcholné fáze, Heisenberg zde Schrödingera osobně veřejně napadl. Vědeckou komunitou v Mnichově nebyl však Heisenberg pochopen a z auly byl doslova vyhnán a vypískán. Schrödingerova pohybová rovnice byla pro Heisenberga osobní urážkou a vyvrácení jeho představy abstraktní matematické derivace popisu atomu.

Tyto dva na první pohled zcela odlišné matematické i filozofické pohledy na podstatu popisu atomu jsou však z hlediska dnešní kvantové mechaniky ekvivalentní, tzn. vzájemně se doplňují. Tuto skutečnost později při svých matematických revizích doložil i samotný Erwin Schrödinger.

Návrat do Kodaně[editovat | editovat zdroj]

Koncem roku 1926 se Heisenberg zklamaný neúspěchem v Mnichově vrátil zpět na Ústav teoretické fyziky do Kodaně. Společně s Bohrem intenzívně hledali řešení, jak znovu vědeckému světu dokázat správnost cesty v jejich kvantovém popisu atomu. Téměř celá vědecká komunita však byla v této chvíli proti jejich koncepci.

Britský teoretický fyzik a popularizátor vědy prof. Jim Al-Khalili z univerzity v Surrey zformuloval hlavní výchozí myšlenky Heisenberga o popisu atomu ve svém dokumentárním pořadu Atom 1 takto: „Atom je natolik jedinečný a neobvyklý, že jej nelze degradovat pomocí jednoduché analogie v podobě jakési pravděpodobnostní vlny, ani prostřednictvím oběžné dráhy, tak jak se o to pokusil Erwin Schrödinger se svou vlnovou rovnicí. Taktéž nelze přijat model vícepodlažní budovy, jak ji představil Niels Bohr. Nastal čas vzdát se jakékoliv snahy o vizualizaci – nákres atomu.“

Heisenbergův princip neurčitosti[editovat | editovat zdroj]

Werner Heisenberg došel ve svých nemírně problematických úvahách postupně k názoru, že atom je ve své podstatě omezenosti lidského smyslového vnímání v konečném důsledku nepoznatelný. Uvědomil si, že člověk je ve svém pozorování atomu limitován tím, jak se částice chovají na subatomární úrovni. „Protože nemůžeme přesným fyzikálním měřením přesně určit polohu elektronu, nelze správně zjistit zejména jeho hybnost a energii.

V roce 1927 Heisenberg zformuloval slavný princip neurčitosti. Ten specifikuje jisté teoretické hranice naší schopnosti provádět vědecká měření. Podle principu neurčitosti ani sebelepší zdokonalení měřícího přístroje nedovolí získat absolutně přesné výsledky (se stejnou přesností neurčíme nikdy dráhu a rychlost elektronů – čili jejich polohu – a energii). Podle nových poznatků v této původní formulaci již tento princip zcela neplatí).[2] Heisenbergův princip neurčitosti byl pro Nielse Bohra zásadním impulsem ke svolání proslulé Solvayské konference v Bruselu v roce 1927.

Německo[editovat | editovat zdroj]

Heisenberg na německé poštovní známce

Heisenberg nebyl přesvědčený nacista, ale odmítl emigrovat před příchodem druhé světové války z rodného Německa.[3] Během ní byl pak hlavní osobou německého projektu na sestrojení jaderného reaktoru a jaderné zbraně. Tento projekt nebyl úspěšný.[4]

O jeho životě za časů nacistického Německa byla též sepsána divadelní hra.[5]

Heisenbergovy citáty[editovat | editovat zdroj]

Ve skutečnosti byl způsob, jímž Bohr uvažoval o atomických fenoménech už od roku 1912, vždy něčím prostředkujícím mezi fyzikou a filosofií.[6]

„Expert je někdo, kdo zná některé nejhorší chyby, které je možné udělat v jeho oboru, a ví, jak se jim vyhnout.“[7]

„Ideje nejsou zodpovědné za to, co z nich lidé udělají.“[8]

„V diktatuře mohou klást aktivní odpor jen lidé, kteří zdánlivě s režimem spolupracují. Kdo se proti němu vysloví veřejně, ztrácí příležitost k jakémukoliv účinnému odporu.“[9]

„V létě 1939 mohlo ještě dvanáct lidí zabránit výrobě atomových bomb – kdyby se navzájem dohodli.“[10]

Ocenění[editovat | editovat zdroj]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Werner Heisenberg - Biographical [online]. nobelprize.org, [cit. 2016-01-13]. Dostupné online.  
  2. One Thing Is Certain: Heisenberg's Uncertainty Principle Is Not Dead [online]. Scientific American, [cit. 2016-01-13]. Dostupné online.  
  3. Role Wernera Heisenberga v předválečném nacistickém Německu / Časopis Vesmír / 91, 604, 2012/10 / vesmir.cz [online]. casopis.vesmir.cz, [cit. 2016-01-13]. Dostupné online.  
  4. Pacner, K.:Atomoví špioni. Šulc a spol., Praha, 1994
  5. Werner Heisenberg v době nacistického Německa / Časopis Vesmír / 91, 532, 2012/9 / vesmir.cz [online]. casopis.vesmir.cz, [cit. 2016-01-13]. Dostupné online.  
  6. http://nielsbohr.webnode.cz/rekli-o-bohrovi/
  7. http://citaty.net/autori/karl-werner-heisenberg/?q=2327
  8. http://citaty.net/autori/karl-werner-heisenberg/?q=10677
  9. http://citaty.net/autori/karl-werner-heisenberg/?q=268073
  10. Pacner, K.:Atomoví špioni. Šulc a spol., Praha, 1994, s. 19

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Kvantová mechanika I., Klíma,Velický UK Praha 2015
  • Lubomír Sodomka, Magdalena Sodomková, Nobelovy ceny za fyziku, Praha : SET OUT, 1997. ISBN 80-902058-5-2

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]