فيرنر هايزنبرغ السيرة الذاتية والاكتشافات والمساهمات

فيرنر هايزنبرغ (1901 - 1976) كان الفيزيائي والفيلسوف الألماني المعروف لكونه الرجل الذي تمكن من صياغة ميكانيكا الكم بقدر المصفوفات المعنية ، وكذلك خلق مبدأ عدم اليقين. بفضل هذه الاكتشافات ، تمكن من الفوز بجائزة نوبل في الفيزياء في عام 1932.

بالإضافة إلى ذلك ، ساهم بمساهمات في نظريات الديناميكا المائية للسوائل المضطربة ، النواة الذرية ، المغناطيسية المغناطيسية ، الأشعة الكونية ، الجسيمات دون الذرية ، من بين التحقيقات الأخرى.

كان أحد العلماء الذين تدخلوا في مشروع الأسلحة النووية الألمانية النازية خلال الحرب العالمية الثانية. عندما انتهت الحرب ، تم تعيينه مديرًا لمعهد القيصر فيلهلم للفيزياء.

كان المدير حتى انتقلت المؤسسة إلى ميونيخ ، حيث توسعت وتم تغيير اسمها إلى معهد ماكس بلانك للفيزياء والفيزياء الفلكية.

كان هايزنبرغ رئيسًا لمجلس الأبحاث الألماني ولجنة الفيزياء الذرية ومجموعة عمل الفيزياء النووية ورئيسًا لمؤسسة ألكسندر فون هومبولت..

مؤشر

• 1 السيرة الذاتية
  • 1.1 السنوات الأولى والدراسات
  • 1.2 بدايات حياته المهنية
  • 1.3 جائزة نوبل
  • 1.4 الهجمات النازية
  • 1.5 هايزنبرغ في الحرب العالمية الثانية
  • 1.6 سنوات ما بعد الحرب والموت
• 2 الاكتشافات والمساهمات
  • 2.1 ميكانيكا المصفوفة
  • 2.2 مبدأ عدم اليقين
  • 2.3 نموذج النيوترون - البروتون
• 3 أعمال
  • 3.1 المبادئ الفيزيائية لنظرية الكم
  • 3.2 الفيزياء والفلسفة
  • 3.3 الفيزياء وخارجها
• 4 المراجع

سيرة

السنوات الأولى والدراسات

ولد فيرنر كارل هايزنبرغ في 5 ديسمبر 1901 في فورتسبورغ ، ألمانيا. كان ابن Kaspar Ernst August Heisenberg ، وهو مدرس ثانوي للغات الكلاسيكية التي أصبحت أستاذًا فريدًا للدراسات اليونانية الحديثة في العصور الوسطى وألمانيا في النظام الجامعي. كانت والدته امرأة تدعى آني ويكلين.

بدأ دراساته في الفيزياء والرياضيات في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونيخ وجامعة جورج أغسطس في غوتنغن بين عامي 1920 و 1923.

لاحظ الأستاذ والفيزيائي أرنولد سومرفيلد أفضل طلابه وعرف اهتمام هايزنبرغ بنظريات الفيزياء التشريحية للنظرية الدنماركية نيلز بور ؛ أخذها الأستاذ إلى مهرجان بور في يونيو 1922.

وأخيرا ، في عام 1923 ، حصل على الدكتوراه في ميونيخ تحت قيادة سومرفيلد وأكمل تأهيله في العام التالي.

اقترح سومرفيلد نفسه موضوع أطروحة الدكتوراه لهيسنبرغ. سعى إلى معالجة فكرة الاضطراب الذي ينظر إليه على أنه نمط لحركة السوائل يتميز بتغييرات مفاجئة في الضغط وسرعة التدفق.

وبشكل أكثر تحديدًا ، عالج Heisenberg مشكلة الاستقرار باستخدام عدة معادلات محددة. خلال شبابه ، كان عضوا في جمعية الكشافة الألمانية وجزء من حركة الشباب الألماني.

بدايات حياته المهنية

بين عامي 1924 و 1927 ، برز هايزنبرغ كخصم جامعي خاص (أستاذ جامعي لقب) ، في غوتنغن.

في الفترة من 17 سبتمبر 1924 إلى 1 مايو من العام التالي ، أجرى تحقيقًا مع الفيزيائي الدنماركي نيلز بور ، وذلك بفضل المنحة الدراسية التي منحها مجلس التعليم الدولي التابع لمؤسسة روكفلر..

في عام 1925 ، على مدى ستة أشهر ، طور صياغة لميكانيكا الكم ؛ تطبيق رياضي كامل إلى حد ما ، يرافقه الفيزيائيون الألمان ماكس بورن وباسكوال الأردن.

كونه في كوبنهاغن ، تمكن Heisenberg في عام 1927 من تطوير مبدأ عدم اليقين ، بينما كان يعمل على الأسس الرياضية لميكانيكا الكم.

بعد الانتهاء من التحقيق الذي أجراه ، في 23 فبراير ، أرسل رسالة إلى الفيزيائي النمساوي فولفغانغ باولي ، وصف فيها لأول مرة مثل هذا المبدأ.

ثم ، في عام 1928 ، عرض مقالًا نُشر في لايبزيغ حيث استخدم مبدأ استبعاد باولي لحل لغز المغناطيسية المغناطيسية ؛ ظاهرة جسدية تنتج ترتيب مغناطيسي في نفس الاتجاه والشعور.

في بداية عام 1929 ، قدم Heisenberg و Pauli وثيقتين خدمتا لوضع الأسس لنظرية مجال الكم النسبي.

جائزة نوبل

لم يتمكن فيرنر هايزنبرغ من تطوير برنامج البحث فقط لإنشاء نظرية المجال الكمومي مع بعض زملائه ، ولكنه تمكن من العمل على نظرية النواة الذرية بعد اكتشاف النيوترون في عام 1932.

في مثل هذا المشروع ، تمكن من تطوير نموذج تفاعل البروتون والنيوترون في وصف مبكر أصبح فيما بعد يعرف باسم قوة قوية.

في عام 1928 ، رشح ألبرت أينشتاين فيرنر هايزنبرغ ، ماكس بورن وباسكوال الأردن لجائزة نوبل في الفيزياء. تأخر الإعلان عن جائزة عام 1932 حتى نوفمبر 1933.

في تلك اللحظة عندما تم إعلان أن Heisenberg قد فاز بجائزة عام 1932 ، لإنشاء ميكانيكا الكم. من مساهمة Heisenberg تمكنت من اكتشاف الأشكال المتآزرة للهيدروجين: أي أن التركيبات الذرية تختلف عن المواد البسيطة.

الهجمات النازية

في نفس العام حصل على جائزة نوبل للسلام في عام 1933 ، وشهد صعود الحزب النازي. استبعدت السياسات النازية "غير الآريين" ، مما يعني إقالة العديد من المعلمين ، بما في ذلك: بورن ، آينشتاين وزملاؤه الآخرون من هايسنبرغ في لايبزيغ.

كان رد فعل هيزنبرغ على مثل هذه الأعمال هادئًا ، بعيدًا عن الاحتجاجات العامة لأنه اعتقد أن النظام النازي لن يدوم طويلًا. أصبح Heisenberg بسرعة هدفا سهلا.

روجت مجموعة من علماء الفيزياء النازية الراديكالية فكرة "فيزياء الآرية" التي تعارض "الفيزياء اليهودية" ، والتي ترتبط بنظريات النسبية ونظريات الكم ؛ في الواقع ، هايسنبرغ تعرض لهجوم قوي من قبل الصحافة النازية ، واصفا إياه بأنه "يهودي أبيض".

درس سومرفيلد ترك هايزنبرغ خلفًا للصفوف في جامعة ميونيخ ؛ ومع ذلك ، فشلت محاولته في الموعد بسبب معارضة من الحركة النازية. بقي هايزنبرغ بطعم مرير بعد القرارات التعسفية للنازيين.

هايزنبرغ في الحرب العالمية الثانية

في 1 سبتمبر 1939 ، تم تشكيل برنامج الأسلحة النووية الألماني في نفس اليوم الذي بدأت فيه الحرب العالمية الثانية. بعد عدة اجتماعات ، تم ضم Heisenberg وتم تعيينه كمدير إداري.

في الفترة من 26 إلى 28 فبراير 1942 ، قدم Heisenberg مؤتمرا علميًا لمسؤولي الرايخ حول الحصول على الطاقة من الانشطار النووي..

بالإضافة إلى ذلك ، أوضح إمكانات الطاقة الهائلة التي يوفرها هذا النوع من الطاقة. وادعى أنه يمكن إطلاق 250 مليون فولت من الإلكترونات من خلال انشطار نواة ذرية ، لذلك شرعوا في إجراء البحوث بالكامل.

لقد تم اكتشاف الانشطار النووي في دائرة الضوء الألماني. ومع ذلك ، لم تنجح مجموعة أبحاث Heisenberg في إنتاج مفاعل أو قنبلة ذرية.

قدمت بعض المراجع Heisenberg غير كفء. بينما اقترح آخرون ، من ناحية أخرى ، أن التأخير كان متعمدا أو أن هذا الجهد قد تم تخريبه. ما هو واضح هو أن هناك أخطاء كبيرة في عدة نقاط من التحقيق.

وفقًا للعديد من المراجع ، تكشف النصوص من الألمانية إلى الإنجليزية أن هايزنبرغ وزملاؤه الآخرين كانوا سعداء بفوز الحلفاء في الحرب العالمية الثانية..

سنوات ما بعد الحرب والموت

أخيرًا في عام 1946 ، استأنف منصبه في معهد القيصر فيلهلم ، الذي سرعان ما أصبح يعرف باسم معهد ماكس بلانك للفيزياء. في سنوات ما بعد الحرب ، تولى هايزنبرغ أدوارًا كمسؤول وناطق باسم العلوم الألمانية في ألمانيا الغربية ، حيث حافظ على موقف غير سياسي.

في عام 1949 ، أصبح أول رئيس لمجلس الأبحاث الألماني بقصد الترويج لعلم بلاده على الساحة الدولية.

في وقت لاحق ، في عام 1953 ، أصبح الرئيس المؤسس لمؤسسة هومبولت. منظمة تمولها الحكومة ومنحت منحًا للأكاديميين الأجانب لإجراء الأبحاث في ألمانيا.

في أواخر الستينيات ، تمكن هايزنبرغ من كتابة سيرته الذاتية. تم نشر الكتاب في ألمانيا ، وبعد ذلك بسنوات ، تم ترجمته إلى الإنجليزية ، ثم إلى لغات أخرى.

في 1 فبراير 1976 ، توفي هايزنبرغ بسرطان الكلى والمرارة. في اليوم التالي ، مشى زملاؤه من معهد الفيزياء إلى منزلهم ، ووضعوا الشموع في الباب الأمامي لدفع احترامهم للعالم الأسطوري..

الاكتشافات والمساهمات

ميكانيكا المصفوفة

تم إنشاء النماذج الأولى من ميكانيكا الكم بواسطة ألبرت أينشتاين ، نيلز بور وغيرهم من العلماء المهمين. في وقت لاحق ، طورت مجموعة من علماء الفيزياء الشباب نظريات معادية للكلاسيكية ، بناءً على التجارب وليس على الحدس ، باستخدام لغات أكثر دقة بكثير.

في عام 1925 ، كان Heisenberg أول من أجرى واحدة من الصيغ الرياضية الأكثر اكتمالا للميكانيكا الكمومية. كانت فكرة هايزنبرغ أنه من خلال هذه المعادلة يمكن التنبؤ بكثافة الفوتونات في النطاقات المتنوعة من طيف الهيدروجين.

تعتمد هذه الصيغة على حقيقة أن أي نظام يمكن وصفه وقياسه بالملاحظات والقياسات العلمية المتكيفة مع نظرية المصفوفة. في هذا المعنى ، المصفوفات هي تعبيرات رياضية لربط البيانات من ظاهرة ما.

مبدأ عدم اليقين

غالبًا ما تكون فيزياء الكم مربكة ، لأن ما يتم تعريفه يتم استبداله بالاحتمالات. على سبيل المثال ، قد يكون الجسيم في مكان أو آخر ، أو حتى في كليهما في نفس الوقت ؛ يمكنك فقط تقدير موقعك عن طريق الاحتمالات.

يمكن تفسير هذا الارتباك الكمومي بفضل مبدأ عدم اليقين في Heisenberg. في عام 1927 ، أوضح الفيزيائي الألماني مبدأه عن طريق قياس موضع وحركة الجسيمات. على سبيل المثال ، زخم الجسم هو كتلته مضروبة في سرعته.

بالنظر إلى هذه الحقيقة ، يشير مبدأ عدم اليقين إلى أنه لا يمكن معرفة اليقين المطلق بموقف وحركة الجسيم. أكد هايسنبرغ أن هناك حدودًا لمدى معرفة الشخص لموضع الزخم وزخمه ، حتى باستخدام نظريته..

بالنسبة إلى Heisenberg ، إذا كنت تعرف الموقف بدقة شديدة ، فيمكنك الحصول على معلومات محدودة فقط حول زخمك.

نموذج النيوترون - البروتون

قدم نموذج البروتون الإلكترون بعض المشاكل. على الرغم من أنه تم قبول أن النواة الذرية تتكون من البروتونات والنيوترونات ، إلا أن طبيعة النيوترون لم تكن واضحة.

بعد اكتشاف النيوترون ، اقترح فيرنر هايزنبرغ والفيزيائي السوفيتي الأوكراني ديمتري إيفانينكو ، نموذجًا للبروتونات والنيوترونات للنواة ، في عام 1932.

تتناول وثائق Heisenberg وصفًا مفصلاً للبروتونات والنيوترونات داخل النواة من خلال ميكانيكا الكم. كما افترض وجود إلكترونات نووية منفصلة عن النيوترونات والبروتونات.

وبشكل أكثر تحديداً ، افترض أن النيوترون هو مركب بروتون-إلكترون ، ولا يوجد تفسير ميكانيكي الكم له.

على الرغم من أن نموذج البروتون النيوتروني قد حل العديد من المشكلات وفك رموز أسئلة معينة ، فقد كانت مشكلة تفسير كيف يمكن للإلكترونات أن تنبعث من النواة. ومع ذلك ، وبفضل هذه الاكتشافات ، تغيرت صورة الذرة وسرعت بشكل كبير اكتشافات الفيزياء الذرية.

أعمال

المبادئ الفيزيائية لنظرية الكم

المبادئ الفيزيائية لنظرية الكم كان كتابًا كتبه فيرنر هايزنبرغ ، نُشر لأول مرة في عام 1930 بفضل جامعة شيكاغو. في وقت لاحق ، في عام 1949 ، تم طبع نسخة جديدة للنجاح.

كتب الفيزيائي الألماني هذا الكتاب بقصد مناقشة ميكانيكا الكم بطريقة بسيطة ، مع القليل من اللغة التقنية لتوفير فهم سريع لهذا العلم.

تم الاستشهاد بالكتاب أكثر من 1200 مرة في المراجع والمصادر الرسمية الهامة. يعتمد هيكل العمل بشكل أساسي على المناقشة السريعة والبسيطة لنظرية الكم ومبدأ عدم اليقين.

الفيزياء والفلسفة

الفيزياء والفلسفة كان مؤلفًا من عمل رائع كتبه بإيجاز فيرنر هايزنبرغ في عام 1958. في هذا العمل ، يشرح هايزنبرغ أحداث الثورة في الفيزياء الحديثة من قاعدة مقالاته البارزة وإسهاماته.

كان هايسنبرغ متميزًا لأنه ألقى محاضرات ومحادثات لا حصر لها حول الفيزياء طوال مسيرته العلمية. في هذا المعنى ، يعد هذا العمل تجميعًا لكل المحادثات المتعلقة باكتشافات العالم الألماني: مبدأ عدم اليقين والنموذج الذري.

الفيزياء وخارجها

الفيزياء وخارجها كان كتابًا كتبه ويرنر هايزنبرغ في عام 1969 ، والذي يحكي قصة الاستكشاف الذري وميكانيكا الكم من تجربته.

يتناول الكتاب حوارات بين هيزنبرغ وآخرون من زملائه في ذلك الوقت حول مواضيع علمية مختلفة. يتضمن هذا النص محادثات مع ألبرت أينشتاين.

كانت نية Heisenberg أن يكون للقارئ خبرة في الشعور أنه يسمع شخصًا فيزيائيين مختلفين معترف بهم ، مثل نيلز بور أو ماكس بلانك ، ليس فقط الحديث عن الفيزياء ، ولكن عن مواضيع أخرى متعلقة بالفلسفة والسياسة ؛ ومن هنا عنوان الكتاب.

بالإضافة إلى ذلك ، يروي العمل ظهور الفيزياء الكمومية ووصفًا للبيئة التي عاشوا فيها ، مع وصف تفصيلي للمناظر الطبيعية وتعليمهم في الطبيعة المميزة للوقت.

مراجع

1. فيرنر هايزنبرغ ، ريتشارد بايلر ، (م.د) مأخوذة من Britannica.com
2. وينر هايزنبرغ ، بوابة العلماء المشهورين ، (العدد). مأخوذة من famousscientists.org
3. فيرنر كارل هايزنبرغ ، جامعة بورت أندروز ، اسكتلندا ، (م.د) مأخوذة من groups.dcs.st-and.ac.uk
4. Werner Heisenberg، Wikipedia en Español، (n.d.). مأخوذة من Wikipedia.org
5. عدم اليقين الكمي ليس في القياس ، جيف برومفيل ، (2012). مأخوذة من nature.com