Werner Heisenberg

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Broom icon.svg Der er ingen kildehenvisninger i denne artikel, hvilket muligvis er et problem.
Du kan hjælpe ved at angive kilder til de påstande, der fremføres i artiklen.
Question book-4.svg
Werner Karl Heisenberg
Werner Heisenberg
Werner Heisenberg
Født: 5. december 1901
Fødested: Würzburg
Død: 1. februar 1976 (74 år)
Dødssted: München
Nationalitet: Tyskland Tysk
Forskningområde(r): Fysik
Alma mater: München universitet
Kendt for: Københavnerfortolkningen
Tidlig kvanteteori
Ubestemthedsrelationer
Pris(er): Nobelprisen i fysik (1932)
Max Planck Medal (1933)
Signatur: Werner Heisenberg signature.svg
Nobel prize medal.svg Nobelprisen i fysik
1932

Werner Karl Heisenberg (5. december 19011. februar 1976), tysk teoretisk fysiker som var en af grundlæggerne af kvantemekanikken. Heisenberg modtog Nobelprisen i fysik i 1932 netop for hans bidrag til kvantemekanikken .

Liv og karriere[redigér | redigér wikikode]

Baggrund[redigér | redigér wikikode]

Werner Heisenberg blev d. 5. december 1901 født ind i en meget intellektuel familie. Han var søn af ægteparret Dr. August Heisenberg og Annie Wecklein. Faren, August, havde selv studeret middelalderlig og moderne græsk kultur og sprog i Würzburg, og han blev senere professor i selv samme studier på universitetet i München.
Werner Heisenberg studerede selv fysik og matematik i perioden 1920-1923universitetet i München og universitetet i Göttingen. I München studere Heisenberg bl.a. under fysikeren Arnold Sommerfeld af hvem han også senere (i 1923) modtog hans doktorgraden af. Af andre kendte fysikere som havde studeret i München under Sommerfeld kan bl.a. nævnes den østrigske fysiker Wolfgang Pauli med hvem Heisenberg senere skulle få tæt venskab med. På universitetet i Göttingen studerede Heisenberg bl.a. under Max Born som senere også modtog nobelprisen i fysik. Det var også i Göttingen under Born at Heisenberg i 1924 modtog hans habilitation. Det var ligeledes i Göttingen, at Heisenberg for første gang mødte Niels Bohr i 1922. Dette møde skete i forbindelse med en begivenhed, "Bohr-festival", hvor Niels Bohr var gæsteforlæser. Niels Bohr's teorier mht. atomfysik havde interesseret Heisenberg igennem en lang periode, og mødet med Niels Bohr havde stor indflydelse på den dengang unge fysiker. Som bekendt udviklede samarbejdet mellem Niels Bohr, Wolfgang Pauli og Heisenberg sig til et meget frugtbart samarbejde som jo bl.a. resulteret i tilblivelsen af hvad vi idag kender som den moderne kvantemekanik.

Bidragelse til kvantemekanikken[redigér | redigér wikikode]

Under et af Heisenbergs talrige besøg til København sider han her og snakker med Niels Bohr.
Et afsluttende billed af alle deltager ved Solvay-konferencen. Et par kendte fysikere er angivet ved navn heriblandt Heisenberg, som står ved side af vennen Pauli (Pauli kigger væk).

I perioden 1924-1927 fungerede Heisenberg som Jus docendi ved universitet i Göttingen. Her fik han tildelt et stipendium af fonden Rockefeller Foundation som gjorde at han i en periode fra d. 17. september 1924 til d. 1. maj 1925 studerede under Niels Bohr ved Niels Bohr Institutet i København. Da han kom retur til Göttingen udviklede han i samarbejde med Max Born og Pascual Jordan en teoretisk beskrivelse af kvantemekanikken som matrixmekanik. Alt dette blev udarbejdet på seks måneder henover foråret og sommeren 1925. Tilblivelsen af denne teori skyldes primært Heisenberg selv, der i sommeren 1925 alene gik rundt på den lille klippeøen Helgoland, idet han led af høfeber, og funderede over nogle af fysikkens store spørgsmål. Her nedskrev han så hovedtrækene til overstående teorier, og efter at have korsponseret med Wolfgang Pauli vedrørende rigtigheden af teorien, sendte han så et udkast tilbage til Göttingen og Max Born. Dette udkast blev så publiceret i nogle videnskablige tidsskrifter. Born og hans assistent Pascual Jordan tilføje yderligere nogle rettelser samt andre vigtige elementer, hvorefter den færdige artikel blev publiceret. Denne artikel var den første store artikel som Heisenberg var med til at udgive, og den angav dermed hans helt store gennembrud som fysiker. [1]
Problemet med overstående artikel var at resultaterne byggede på nogle teorier som tideligere var blev fremlagt af bl.a. Niels Bohr. Selvom man idag (nyere tid) har godkendt og faktisk også vist at Bohrs teorier er sande, så var det på daværende tidspunkt ikke vist at teorierne var sande - godt nok passede matematikken men teorien brød også med nogle andre fundamentale fysiske-resultater. Man kunne ikke påvise Bohrs teorier med datidens udstyr og instrumenter, og dette gjorde at ikke alle fysikere var særlig store tilhængere af teorien. Niels Bohr stod på den ene side som den store fortaler for hans teori, mens Albert Einstein stod i spidsen for den anden gruppe af fysikere som var mere skeptiske over for Bohr's teori. Einstein blev aldrig overbevist om teorien, og da han døde troede han stadig ikke på teorien. Heisenberg tilhørte dermed den gruppe af fysikere der var enige med Bohr, mens Einstein bl.a. havde støtte fra den østrigske fysiker Erwin Schrödinger. Schrödinger formulerede i 1925 (udgivet i 1926) sin alternativ bølgemekanik. Schrödlingers bølgemekanik og Heisenberg's matrixmekanik gav matematisk det samme resultat, men de gav to forskellige billeder er virkeligheden/verdenen.[2]
I begyndelsen af 1926 befandt Heisenberg sig i København, hvor han fungerede som assistent for Bohr ved Niels Bohr Institutet, og han havde dermed rig mulighed for at diskutere de seneste resultater med Bohr. I maj 1926 kom også Erwin Schrödinger forbi København for at argumentere for hans såkaldte bølgemekanik og argumentere imod Heisenbergs matrixmekanik. De kunne ikke blive enige om de uoverensstemmelse der var mellem de to teorier, og Schrödlinger ville ikke anerkende Heisenbergs resultater, hvilket frustrerede Heisenberg. Disse uoverensstemmelser ledte til flere heftige debatter mellem Schrödlinger og Heisenberg bl.a. kan det nævnes, at sidst nævnte rejste rundt til forskellige forlæsninger som Schrödlinger afholdte om hans bølgemekanik for at forsvare hans matrixmekanik når Schrödlinger angreb denne. Debatten mellem de to sider forsatte, og det var åbenlyst at der skulle bruges en anden teori til løse stridigheden.
Som tideligere nævnt tilbragte Heisenberg en periode i København omkring årene 1926 til 1927 som assistent hos Niels Bohr, og det var lige netop i København i 1927 at Heisenberg udviklede hans måske mest kendte princip, nemelig ubestemthedsprincippet. Dette princip viste sig at være den sidste prik i puslespillet, som gjorde at Heisenberg og Bohr var i stand til at vise at Schrödlingers bølgemekanik var ækvivalent med Heisenberg og Bohrs kvantemekanik og matrixmekanik. Heisenbergs ubestemthedsprincippet og Bohrs komplementaritet ligger nemlig til grund for hvad vi kender som Københavnerfortolkningen af kvantemekanikken. Niels Bohr og Heisenberg deltog begge i slutningen af 1927 i Solvay-konferencen sammen med en masse andre af datidens mest anderkendte fysikere heriblandt Albert Einstein og Erwin Schrödinger. Heisenberg og Bohr benyttede lejligheden til at diskutere rigtigheden af deres teorier med Einstein og Schrödinger. Med opdagelsen af Heisenbergs ubestemthedsprincippet formåede Bohr at svare på alle de kritiske spørgsmål Einstein og de andre havde til hans teorier. Da konferencen sluttede var der bred enighed blandt de fleste fysikerne, at Bohrs og Heisenbergs teorier var sande, og de kunne dermed rejse tilbage til København som de helt store vindere.
I slutning af 1927 blev Heisenberg ligeledes udpeget til professor, hvorefter han blev ansat på universitetet i Leipzig. Han blev udpeget som institutleder ved instituttet for fysik, og han holde sin tiltrædelsesforelæsning d. 1. februar 1928. Selvom Heisenberg allerede i 1928 blev nomineret til nobelprisen, så var det først fire år senere, at han vandt titlen. Heisenberg modtog nobelprisen i fysik i 1932 for "skabelsen af kvantemekanik, der blandt andet er anvendt til opdagelsen af de forskellige former for brint".

Heisenberg under Nazi-regimet[redigér | redigér wikikode]

Op til anden verdenskrig blev Heisenberg chikaneret og fik øgenavnet den hvide jøde. Denne chikanering skyldes tildels de to landsmænd og nobelpris modtagende fysikere Philipp Lenard og Johannes Stark som var yderst nationalistiske. Johannes og Philipp stod op gennem 1930'erne i spidsen for en bevægelse indenfor de tyske fysikkredse, som gik under navnet tysk fysik (eller ariske fysik). Denne bevægelse var bl.a. modstander af Albert Einsteins og andre fremtrædende fysikeres teorier. De teorier som bevægelsen var modstander af gik under betegnelsen "jødisk fysisk". På dette tidspunkt var mange af de fremtrædende atom-fysikere jøder, eller også havde de på anden vis jødiske rødder. Her kan bl.a. nævnes personer som Niels Bohr, Albert Einstein, Wolfgang Pauli med flere, som alle også senere immigrerede til USA pga. det nazistiske styre.
Heisenberg underviste i blandt andet Einsteins relativitetsteori, hvilket gjorde at overståene bevægelse (tysk fysik), med Johannes og Plilipp som frontfigurer, havde set sig sure på Heisenberg og prøvede at modarbejde ham. Det skal påpeges, at op gennem 1930'erne var det lykkes Johannes og Philipp at opbygge sig megen magt, idet deres nationalistiske synspunkter stemte godt overens med de nazistiske værdier, og dermed havde bevægelsen gunstige muligheder for at chikanere Heisenberg personligt. Konflikten mellem Heisenberg og den nationalistiske bevægelse er bedst symboliseret ved hvad man idag kender som Heisenberg affæren.[3] Den så kaldte Heisenberg affæren startede d. 1. april 1935, idet man skulle finde en afløser for Arnold Sommerfeld som institut leder ved universitetet i München. Fakultetet i München fremlagde i 1935 en liste på i alt tre kandidater som man ville støtte, hvis de overtog den ledige stilling efter Sommerfeld. Heisenberg var en af kandidaterne som desuden også talte to andre tideligere elever af Sommerfeld. Fakultetet gav endvidere udtryk for at Heisenberg var deres favorit-kandidat. Da Johannes og Philipp (og resten af bevægelsen tysk fysik) hørte at Heisenberg var favoritkandidaten til at overtage stillingen efter Sommerfeld begyndte de straks at modarbejde Heisenbergs kandidatur. Johannes og Philipp besad på dette tidspunkt stor administrativ og politisk magt pga. overstående ligheder med de nazistiske-værdier, og derfor begyndte de at udgive artikler som beskyldte Heisenberg for at besidde den såkaldte "jødisk attitude". Disse angreb på Heisenberg resulterede i at SS, med Heinrich Himmler i spidsen, blev involveret i stridighederne. Heisenberg forlangte at blive renset, og efter en grundig undersøgelse af sagen, dikterede Heinrich Himmler i 1938, at Heisenberg ikke længere måtte angribes politisk. Denne udmelding kom i stand efter, at Heisenberg havde indvilget i et kompromi, som bl.a. gik ud på, at han ikke længere måtte nævne nogle jødiske fysikere ved navn når han underviste, og derforuden skulle han også være klar til at indgå i den tyske hær i tilfælde af krig. På trods af dette kompromi endte Heisenberg ikke med at få den ledige stilling i München. Wilhelm Müller blev d. 1. december 1939 præsenteret som afløser til Sommerfeld ved universitet i München.[4] Dette skal ses om en politisk sejr og ikke en akademisk sejr, idet Müller imodsætning til Heisenberg aldrig havde fået udgivet en videnskabligartikel i et anderkendt tidsskrift, og mere generelt bare ikke besad samme faglige kompetencer og baggrund som Heisenberg. Müller var endvidere ikke en af de tre oprindelige kandidater, som fakultet i 1935 havde anbefalet.

Anden verdenskrig[redigér | redigér wikikode]

Da krigen brød ud i 1939 regnede Heisenberg med at blive indkaldt til tyske-hær (jf. overstående kompromi med Heinrich Himmler). Dette skete dog ikke, da det nazistiske-regime havde andre planer med ham. I 1938 lykkes det nemelig for Heisenbergs landsmand Otto Hahn at spalte en Uran-kerne i to. Dette resultat var opnået ved at bestråle uran-kerner med neutroner, hvorefter man bl.a. havde observeret barium-isotoper, som er et meget lettere isotop end de oprindelige uran-isotoper, og dermed måtte konklusionen være at der var sket en spaltning af de oprindelige uran-kerner. Det Hahn havde opdaget var det fænomen som vi i dag kender som fission, og foruden spaltning af isotoperne skabes der også termiske energi i forbindelse med fissions-processen. Det er/var lige netop denne termiske energi som havde interesse, idet man hurtigt indså, at denne fissions-proces gav mulighed for at skabe en ny energikilde, atomkraft, som både kunne anvendes til fredelige- samt militæreformål. Da anden verdenskrig brød ud i slutningen af 1939 var opdagelsen af fissions-processen stadig helt ny, og det krævede stadig meget forskning og forståelse før man kunne anvende den nye viden til et praktisk formål såsom en bombe (atombombe).
Det nazistiske-styre udvalgte derfor bl.a. Heisenberg til at indgå i et forskningsprojekt som havde til formål at finde ud af, hvordan man udnyttede overstående atomkraft til bl.a. fremstilling af en atombombe.[5] Dette forskningsprojekt kaldte man fra tysk side "uranium klubben", og kan derfor sammenlignes med den amerikanske udgave af forskningsprojektet, "Manhattan Project". Heisenbergs status og omdømme blandt (atom)fysikere var ved begyndelsen af anden verdenskrig meget høj - faktisk blev han regnet som en af de aller bedste (atom)fysikere på daværende tidspunkt. Sågar var der mange folk indenfor fysik-kredsene der mente, (da det gik op for dem, at opdagelsen af fission i teorien kunne anvendes til at skabe en atombombe) at hvis der var én fysiker der besad evnerne og skulle lykkes med at skabe et sådant våben, så var det Heisenberg.[6] Selvom man fra De Allierede's side havde prøvet at overbevise Heisenberg til at emigrer, idet man godt viste at Heisenberg havde haft nogle kontroverser og i bund og grund ikke brød sig om det nazistiske styre, så havde Heisenberg afvist at forlade Tyskland i tilfælde af krig. Heisenberg var stadig tysker, og på trods af regimet, så følte han stadig, at det var hans pligt at tjene the fatherland, og derfor nægtede han at emigrer. Dette skabte stor utryghed blandt De Allierede, idet de nu viste, at det tyske regime nu både besad den viden/peroner (bl.a. Heisenberg) der skulle til for at skabe en atombombe, men derforuden besad Nazi-Tyskland også de fysiske materialer der skulle bruge til at fremstille bomben, idet at uranen kunne udvindes fra det besatte Tjekkoslovakiet.
Hvorvidt Heisenberg helhjertet gik ind projektet, er en åben diskussion. Han fortalte Bohr om det i København i september 1941. Efter mødet sluttede deres tætte venskab. Heisenberg gav efter krigen selv udtryk for, at han havde moralske skrupler, men Bohr var af den modsatte opfattelse. Uenigheden er blandt andet udtrykt i teaterstykket Copenhagen.

Død og eftermæle[redigér | redigér wikikode]

Werner Heisenberg døde d. 1. febuar 1976 i sit hjem i München. Årsagen til dødsfaldet var kræft i nyrer og galdeblære. Heisenberg blev mindet den efterfølgende aften, idet kollegaer og venner gik fra universitetet i München og hjem til Heisenbergs private bolig for derefter at placere levende lys omkring boligen.
I succes serien Breaking Bad benytter hovedpersonen, Walter White, navnet Heisenberg som sit alias, hvilket selvfølgelig henviser til Werner Heisenberg. Der har været megen diskussion om hvorfor dette alias anvendes. Den åbenlyse sammenhæng mellem Walter White og Werner Heisenberg er, at Walter få konstateret kræft ligesom tilfældet var med Werner. Derudover kan man også drage sammenligninger til Werner Heisenbergs hovedværk, Heisenbergs ubestemthedsrelationer, og den situation Walter White gentagende gange står i.

Eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]

Fodnoter og eksterne kilder[redigér | redigér wikikode]