Verneris Heizenbergas

Verneris Heizenbergas (vok. Werner Karl Heisenberg, 1901 m. gruodžio 5 d. Viurcburgas, Vokietija – 1976 m. vasario 1 d. Miunchenas, Vokietija) – vokiečių fizikas, Nobelio fizikos premijos laureatas 1932 m., kvantinės mechanikos pradininkas.

Vokiečių fizikas Verneris Heizenbergas 1932 m. gavo Nobelio premiją už savo vaidmenį kvantinės mechanikos kūrime, viename svarbiausių pasiekimų visoje mokslo istorijoje.

Mechanika yra fizikos šaka, nagrinėjanti neutralių objektų judėjimą reguliuojančius dėsnius. Tai fundamentaliausia fizikos, kuri, savo ruožtu, yra visų mokslų pagrindas, šaka. Dvidešimto amžiaus pradžioje pamažu tapo akivaizdu, jog žinomi mechanikos dėsniai negali apibūdinti labai mažų objektų, kaip atomai ir subatominės dalelės, elgesio. Tai gerokai trikdė, nes priimti dėsniai puikiausiai pasitvirtindavo, taikomi makroskopiniams objektams (tai yra, daug didesniems už atskirus atomus).

1925 m. Verneris Heizenbergas pakeitė naują fizikos formuluotę, kuri savo pagrindinėmis koncepcijomis iš esmės skyrėsi nuo klasikinės Niutono formuluotės. Ši naujoji teorija — šiek tiek modifikuota Heizenbergo pasekėjų — buvo itin vertinga ir šiandien taikoma visoms fizikinėms sistemoms.

Galima įrodyti matematiškai, kad kur esama tik makroskopinių sistemų, kvantinė mechanika skiriasi nuo klasikinės mechanikos kiekiais, kurie yra pernelyg maži, kad būtų galima išmatuoti. (Dėl šios priežasties klasikinė mechanika
— kuri metamatiškai yra daug paprastesnė už kvantinę mechaniką — vis dar gali būti naudojama moksliniuose apskaičiavimuose.) Tačiau kai yra atominių dimensijų sistemos, kvantinė mechanika iš esmės skiriasi nuo klasikinės mechanikos; eksperimentai įrodė, jog tokiais atvejais kvantinės mechanikos spėjimai būna teisingi.

Viena iš Heizenbergo teorijos išdavų yra garsusis “neapibrėžtumo sąryšis”, kurį jis suformulavo 1927 m. Šis sąryšis visuotinai laikomas vienu svarbiausių ir toliausiai siekiančių principų moksle. Be to, jis apibrėžia tam tikras teoriškas galimybių ribas, atliekant mokslinius tyrimus. Taigi šio neapibrėžtumo sąryšio reikšmė milžiniška. Jeigu pagrindiniai fizikos dėsniai neleidžia mokslininkui (net idealiausiomis aplinkybėmis) įgyti tikslių žinių apie sistemą, kurią jis ruošiasi tyrinėti, aišku, jog negalima tiksliai nuspėti jos veikimo ateityje. Remiantis šiuo sąryšiu, jokie mūsų tyrimų aparato tobulinimai neleis mums įveikti šio sunkumo!

Neapibrėžtumo sąryšis teigia, kad fizika iš esmės gali atlikti tik statistinius spėjimus. (Pavyzdžiui, radioaktyvumą studijuojantis mokslininkas gali spėti, jog iš trilijono radžio atomų du milijonai kitą dieną išspinduliuos gama spindulius. Deja, jis negali nuspėti, ar taip pasielgs tam tikras radžio atomas.) Daugelyje praktiškų aplinkybių tai nėra svarbus apribojimas. Kur esama labai didelių skaičių, statistiniai metodai dažnai gali teikti labai patikimą pagrindą veiksmams: tačiau kai skaičiai yra maži, statistiniai spėjimai iš tiesų nepatikimi. Faktiškai, esant mažoms sistemoms, neapibrėžtumo sąryšis mus priverčia atsisakyti griežtų fizikos principų. Tai atskleidžia esmingiausią pasikeitimą pagrindinėje mokslo filosofijoje.

Juk net didis mokslininkas Einšteinas nenorėjo jo priimti. “Aš negaliu patikėti, kad Dievas žaidžia su Visata”, — kartą pasakė jis. Tačiau daugelis šiuolaikinių fizikų mano, jog šią teoriją būtina priimti. Teoriškai kvantinė teorija net dar labiau negu reliatyvumo teorija pakeitė pagrindinę fizinio pasaulio koncepciją. Tačiau šios teorijos pasekmės ne tik filosofinės. Tarp jos praktinių pritaikymų minėtini tokie modernūs prietaisai, kaip elektroniniai mikroskopai, lazeriai ir tranzistoriai. Be to, kvantinė teorija plačiai taikoma branduolinėje fizikoje ir atominėje energetikoje. Ji sudaro mūsų žinių apie spektroskopiją pagrindą ir intensyviai taikoma astronomijoje bei chemijoje. Dar ji naudojama tokiuose skirtinguose teoriniuose tyrinėjimuose, kaip skysto helio savybės, vidinė žvaigždžių sandara, feromagnetizmas bei radioaktyvumas.

Verneris Heizenbergas gimė 1901 metais Viurcburge, Vokietijoje. 1923 m. Miuncheno universitete gavo teorinės fizikos daktaro laipsnį. 1924 — 1927 metais jis dirbo Kopenhagoje su didžiuoju danų fiziku Nilsu Boru. Pirmasis jo svarbus veikalas apie kvantinę mechaniką buvo išdėstytas 1925 m., o nežinomybės principo formuluotė pasirodė 1927 m. Heizenbergas mirė 1976 metais, sulaukęs septyniasdešimt ketverių metų. Už jį ilgiau gyveno žmona ir septyni vaikai.

46 vieta (tarp 100 įtakingiausių žmonių istorijoje)

Turint omenyje kvantinės mechanikos svarbą, galima nustebti, kodėl Heizenbergas nepasirodė šiame sąraše anksčiau. Deja, Heizenbergas buvo ne vienintelis svarbus mokslininkas, tyrinėjęs kvantinę mechaniką. Svarbų indėlį įnešė jo pirmtakai — Maksas Plankas, Albertas Einšteinas, Nilsas Boras ir prancūzų mokslininkas Luji de Broilis. Be to, daug mokslininkų — tarp jų austras Ervinas Šriodingeris ir anglas Polis Dirakas — produktyviai pasidarbavo, vystant kvantinę teoriją netrukus po Heizenbergo veikalų išspausdinimo. Vis dėlto, Heizenbergas buvo pagrindinė figūra kvantinės mechanikos srityje ir dėl savo nuopelnų jis vertas aukštos vietos šiame sąraše.