|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
HÌNH ẢNH SINH THÁI CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC LỚN
Heisenberg Werner Carl. Tiểu sử của một nhà khoa học
Cẩm nang / Tiểu sử của các nhà khoa học vĩ đại
Werner Heisenberg là một trong những nhà khoa học trẻ nhất đoạt giải Nobel. Tính có mục đích và tinh thần cạnh tranh mạnh mẽ đã truyền cảm hứng cho ông khám phá ra một trong những nguyên lý nổi tiếng nhất của khoa học - nguyên lý bất định. Werner Karl Heisenberg sinh ngày 5 tháng 1901 năm 1910 tại thành phố Würzburg của Đức. Cha của Werner, August, nhờ hoạt động khoa học thành công, đã vươn lên thành đại biểu của tầng lớp trên của giai cấp tư sản Đức. Năm XNUMX, ông trở thành giáo sư ngữ văn Byzantine tại Đại học Munich. Mẹ của cậu bé là bà Anna Weklein. Ngay từ khi Werner chào đời, gia đình ông đã kiên quyết rằng ông cũng phải đạt được một vị trí xã hội cao thông qua giáo dục. Tin rằng sự cạnh tranh sẽ có lợi cho việc đạt được thành công trong khoa học, cha anh đã kích động Werner và anh trai Erwin của mình vào cuộc cạnh tranh liên tục. Trong nhiều năm, các chàng trai thường xuyên đánh nhau, và một ngày tình địch đã đưa họ đến một cuộc chiến đến mức họ đã dùng ghế gỗ đánh nhau. Lớn lên, mỗi người trong số họ đi theo con đường riêng của mình: Erwin đến Berlin và trở thành một nhà hóa học, họ hầu như không giao tiếp, ngoài những cuộc họp gia đình hiếm hoi. Vào tháng 1911 năm 1920, Werner được gửi đến một nhà thi đấu có uy tín. Năm XNUMX, Heisenberg vào Đại học Munich. Sau khi tốt nghiệp, Werner được bổ nhiệm làm trợ lý cho Giáo sư Max Born tại Đại học Göttingen. Sinh ra đã chắc chắn rằng vũ trụ vi mô nguyên tử khác với mô hình vũ trụ vĩ mô được mô tả bởi vật lý cổ điển đến nỗi các nhà khoa học thậm chí không nên nghĩ đến việc sử dụng các khái niệm thông thường về chuyển động và thời gian, tốc độ, không gian và một vị trí nhất định của các hạt khi nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử. Cơ sở của microworld là lượng tử, mà lẽ ra không nên cố gắng hiểu hoặc giải thích từ các vị trí trực quan của các tác phẩm kinh điển lỗi thời. Triết lý cấp tiến này đã tìm thấy một phản ứng nồng nhiệt trong tâm hồn người trợ lý mới của ông. Thật vậy, trạng thái của vật lý nguyên tử vào thời điểm đó giống như một đống giả thuyết nào đó. Bây giờ, nếu ai đó có thể chứng minh bằng kinh nghiệm rằng một electron thực sự là một sóng, hay đúng hơn, vừa là hạt vừa là sóng ... Nhưng vẫn chưa có thí nghiệm nào như vậy. Và nếu đúng như vậy, thì sẽ không chính xác nếu chỉ tiến hành các giả định về electron là gì, theo Heisenberg pedantic. Có thể tạo ra một lý thuyết trong đó chỉ có dữ liệu thực nghiệm đã biết về nguyên tử, thu được bằng cách nghiên cứu ánh sáng do nó phát ra không? Bạn có thể nói gì về ánh sáng này chắc chắn? Rằng nó có tần suất như vậy và tần suất như vậy và cường độ như vậy, không còn nữa ... Theo lý thuyết lượng tử, một nguyên tử phát ra ánh sáng bằng cách truyền từ trạng thái năng lượng này sang trạng thái năng lượng khác. Và theo lý thuyết của Einstein, cường độ ánh sáng của một tần số nhất định phụ thuộc vào số lượng photon. Điều này có nghĩa là có thể thử liên hệ cường độ bức xạ với xác suất chuyển đổi nguyên tử. Heisenberg đảm bảo rằng các dao động lượng tử của electron chỉ được biểu diễn với sự trợ giúp của các quan hệ toán học thuần túy. Nó chỉ cần thiết để chọn bộ máy toán học thích hợp cho việc này. Nhà khoa học trẻ đã chọn ma trận. Sự lựa chọn hóa ra đã thành công và ngay sau đó lý thuyết của ông đã sẵn sàng. Công trình của Heisenberg đã đặt nền móng cho khoa học về chuyển động của các hạt vi mô - cơ học lượng tử. Nó không đề cập đến bất kỳ chuyển động nào của electron cả. Chuyển động theo nghĩa cũ của từ này không tồn tại. Các ma trận chỉ đơn giản là mô tả những thay đổi trong trạng thái của hệ thống. Do đó, những câu hỏi gây tranh cãi về tính ổn định của nguyên tử, về chuyển động quay của các electron xung quanh hạt nhân, về bức xạ của nó tự biến mất. Thay vì một quỹ đạo trong cơ học Heisenberg, một electron được đặc trưng bởi một tập hợp hoặc bảng các số riêng lẻ, giống như tọa độ trên bản đồ địa lý. Phải nói rằng cơ học ma trận xuất hiện rất thời cơ. Các ý tưởng của Heisenberg đã được các nhà vật lý khác tiếp thu, và chẳng bao lâu, theo Bohr, nó đã có được "một dạng mà về tính hoàn chỉnh và tính tổng quát của nó, có thể cạnh tranh với cơ học cổ điển." Tuy nhiên, có một tình huống đáng buồn trong tác phẩm của Heisenberg. Theo ông, ông không thể thành công trong việc tìm ra một quang phổ đơn giản của hydro từ lý thuyết mới. Và sự ngạc nhiên của anh ấy là gì khi, một thời gian sau khi công bố công trình của mình ... "Pauli đã gây cho tôi một sự ngạc nhiên: cơ học lượng tử hoàn chỉnh của nguyên tử hydro. Câu trả lời của tôi vào ngày 3 tháng XNUMX bắt đầu bằng những từ:" Không cần thiết phải viết Tôi vui mừng biết bao nhiêu về lý thuyết mới về nguyên tử hydro và Tôi ngạc nhiên biết bao khi bạn có thể phát triển nó một cách nhanh chóng như vậy "". Gần như cùng lúc đó, nhà vật lý người Anh Dirac cũng đang nghiên cứu lý thuyết về nguyên tử với sự trợ giúp của cơ học mới. Cả Heisenberg và Dirac đều có những phép tính cực kỳ trừu tượng. Không ai trong số họ chỉ rõ bản chất của các ký hiệu được sử dụng. Và chỉ khi kết thúc các phép tính, toàn bộ sơ đồ toán học của họ mới cho kết quả chính xác. Bộ máy toán học được Heisenberg và Dirac sử dụng trong việc phát triển các lý thuyết về nguyên tử trong cơ học mới vừa bất thường vừa phức tạp đối với hầu hết các nhà vật lý. Chưa kể thực tế là không ai trong số họ, bất chấp mọi thủ đoạn, không thể quen với ý tưởng rằng sóng là một hạt, và một hạt là một sóng. Làm thế nào để tưởng tượng một người sói như vậy? Erwin Schrödinger, lúc đó đang làm việc ở Zurich, đã tiếp cận các vấn đề của vật lý nguyên tử từ một góc độ hoàn toàn khác và với những mục tiêu khác nhau. Ý tưởng của ông là bất kỳ vật chất chuyển động nào cũng có thể được coi là sóng. Nếu điều này là đúng, thì Schrödinger đã biến nền tảng của cơ học ma trận Heisenberg thành một thứ hoàn toàn không thể chấp nhận được. Vào tháng 1926 năm XNUMX, Schrödinger đã công bố một bằng chứng rằng hai cách tiếp cận cạnh tranh này về cơ bản là tương đương về mặt toán học. Heisenberg và những người theo đuổi cơ học ma trận khác ngay lập tức bắt đầu chiến đấu để bảo vệ khái niệm của họ, và ở cả hai bên, nó ngày càng mang màu sắc cảm xúc. Để bảo vệ cách tiếp cận này, họ đã đánh cược tương lai của mình. Mặt khác, Schrödinger đã mạo hiểm danh tiếng của mình bằng cách từ bỏ các khái niệm có vẻ phi lý về tính rời rạc và bước nhảy lượng tử và quay trở lại các quy luật vật lý của chuyển động sóng liên tục, nhân quả và hợp lý. Không bên nào sẵn sàng nhượng bộ, đồng nghĩa với việc thừa nhận sự vượt trội về chuyên môn của đối thủ. Bản chất và hướng đi trong tương lai của cơ học lượng tử đột nhiên trở thành đề tài tranh cãi trong giới khoa học. Xung đột này càng gia tăng do sự xuất hiện của tham vọng nghề nghiệp từ phía Heisenberg. Chỉ vài tuần trước khi Schrödinger công bố một bằng chứng về sự tương đương của cả hai cách tiếp cận, Heisenberg đã từ chức giáo sư của mình tại Đại học Leipzig để ưu tiên cộng tác với Bohr ở Copenhagen. Một người hoài nghi Weklein, ông nội của Werner, vội vã đến Copenhagen để cố gắng nói với cháu trai của mình khỏi quyết định của mình; chính tại thời điểm này, công trình của Schrödinger về sự tương đương của cả hai cách tiếp cận đã xuất hiện. Áp lực gia tăng từ thách thức của Weklein và Schrödinger đối với các nguyên tắc cơ bản của vật lý ma trận đã khiến Heisenberg phải nỗ lực gấp đôi và cố gắng hoàn thành công việc ở mức độ cao đến mức nó sẽ được các chuyên gia chấp nhận rộng rãi, và cuối cùng sẽ đảm bảo một vị trí trong một số bộ phận khác. Tuy nhiên, ít nhất ba sự kiện diễn ra vào năm 1926 đã khiến ông cảm thấy có một hố sâu ngăn cách giữa ý tưởng của mình và quan điểm của Schrödinger. Đầu tiên trong số này là một loạt các bài giảng của Schrödinger ở Munich vào cuối tháng XNUMX và dành cho vật lý mới của ông. Trong những bài giảng này, Heisenberg trẻ tuổi đã tranh luận với rất đông khán giả rằng lý thuyết của Schrödinger không giải thích được một số hiện tượng nhất định. Tuy nhiên, ông không thuyết phục được ai và rời hội nghị trong trạng thái chán nản. Sau đó, tại một hội nghị mùa thu của các nhà khoa học và bác sĩ Đức, Heisenberg đã chứng kiến một sự ủng hộ hoàn toàn và theo quan điểm của ông, sự ủng hộ sai lầm cho các ý tưởng của Schrödinger. Cuối cùng, tại Copenhagen vào tháng 1926 năm XNUMX, một cuộc thảo luận đã nổ ra giữa Bohr và Schrödinger, không bên nào thành công. Kết quả là, không có cách giải thích nào về cơ học lượng tử có thể được coi là khá chấp nhận được. Được thúc đẩy trong công việc của mình bởi nhiều động cơ - cá nhân, nghề nghiệp và khoa học - Heisenberg bất ngờ đưa ra cách giải thích cần thiết vào tháng 1927 năm XNUMX, xây dựng nguyên lý bất định và không nghi ngờ tính đúng đắn của nó. Trong một bức thư gửi Pauli ngày 23 tháng 1927 năm XNUMX, ông đưa ra gần như tất cả các chi tiết thiết yếu của bài báo "Giải thích lý thuyết lượng tử của các mối quan hệ động học và cơ học", được trình bày đúng một tháng sau đó, dành cho nguyên lý bất định. Theo nguyên lý bất định, việc đo đồng thời hai biến số liên hợp, chẳng hạn như vị trí (tọa độ) và động lượng của một hạt chuyển động, chắc chắn dẫn đến hạn chế về độ chính xác. Vị trí của một hạt càng được đo chính xác thì động lượng của nó càng kém chính xác và ngược lại. Trong trường hợp giới hạn, việc xác định chính xác tuyệt đối một trong các biến số sẽ dẫn đến việc đo lường biến còn lại thiếu chính xác hoàn toàn. Tính không chắc chắn không phải là lỗi của người thực nghiệm: nó là hệ quả cơ bản của các phương trình cơ học lượng tử và là một tính chất đặc trưng của mọi thí nghiệm lượng tử. Ngoài ra, Heisenberg tuyên bố rằng miễn là cơ học lượng tử còn giá trị, thì nguyên lý bất định sẽ không thể bị vi phạm. Lần đầu tiên kể từ cuộc cách mạng khoa học, một nhà vật lý hàng đầu đã tuyên bố rằng có những giới hạn đối với kiến thức khoa học. Cùng với ý tưởng của các nhà khoa học như Niels Bohr và Max Born, nguyên lý bất định của Heisenberg đã đi vào hệ thống logic khép kín của "sự giải thích Copenhagen", mà Heisenberg và Born, trước cuộc họp của các nhà vật lý hàng đầu thế giới vào tháng 1927 năm XNUMX, đã tuyên bố là hoàn toàn hoàn chỉnh và không thay đổi được. Cuộc họp này, lần thứ năm của Đại hội Solvay nổi tiếng, diễn ra chỉ vài tuần sau khi Heisenberg trở thành giáo sư vật lý lý thuyết tại Đại học Leipzig. Chỉ mới XNUMX tuổi, anh đã trở thành giáo sư trẻ nhất nước Đức. Heisenberg là người đầu tiên trình bày một kết luận rõ ràng về hệ quả sâu xa nhất của nguyên lý bất định liên quan đến mối quan hệ với khái niệm cổ điển về quan hệ nhân quả. Nguyên tắc nhân quả đòi hỏi mọi hiện tượng phải được đặt trước bởi một nguyên nhân duy nhất. Mệnh đề này bị phủ nhận bởi nguyên lý bất định do Heisenberg chứng minh. Mối liên hệ nhân quả giữa hiện tại và tương lai đã mất đi, và các định luật và dự đoán của cơ học lượng tử mang tính xác suất, hay thống kê. Không mất nhiều thời gian để Heisenberg và những "người Copenhagen" khác truyền đạt học thuyết mà họ bảo vệ cho những người chưa theo học các thể chế châu Âu. Tại Hoa Kỳ, Heisenberg đã tìm thấy một môi trường đặc biệt thuận lợi để chuyển đổi những tín đồ mới. Trong một chuyến đi vòng quanh thế giới cùng với Dirac vào năm 1929, Heisenberg đã có một khóa giảng về "Học thuyết Copenhagen" tại Đại học Chicago đã có tác động rất lớn đến khán giả. Trong lời nói đầu cho bài giảng của mình, Heisenberg viết: "Mục đích của cuốn sách này có thể được coi là đạt được nếu nó góp phần thiết lập tinh thần Copenhagen của lý thuyết lượng tử ... đã chỉ ra con đường cho sự phát triển chung của vật lý nguyên tử hiện đại." Khi “người mang” “bản lĩnh” này trở lại Leipzig, công trình khoa học ban đầu của ông đã được công nhận rộng rãi trong lĩnh vực hoạt động nghề nghiệp đã đảm bảo cho ông có được vị trí cao cả trong xã hội và khoa học. Năm 1933, cùng với Schrödinger và Dirac, công trình của ông đã nhận được sự công nhận cao nhất - giải Nobel. Trong vòng XNUMX năm, Viện Heisenberg đã tạo ra các lý thuyết lượng tử quan trọng nhất về trạng thái tinh thể rắn, cấu trúc phân tử, sự tán xạ bức xạ của hạt nhân và mô hình proton-neutron của hạt nhân. Cùng với các nhà lý thuyết khác, họ đã đạt được một bước tiến lớn đối với lý thuyết trường lượng tử tương đối tính và đặt nền móng cho sự phát triển của nghiên cứu trong lĩnh vực vật lý năng lượng cao. Những thành tựu này đã thu hút nhiều sinh viên xuất sắc nhất đến với một cơ sở khoa học như Viện Heisenberg. Được nuôi dưỡng theo truyền thống của "Học thuyết Copenhagen", họ đã hình thành một thế hệ nhà vật lý thống trị mới, những người đã truyền bá những ý tưởng này trên khắp thế giới vào những năm XNUMX sau khi Hitler lên nắm quyền. Mặc dù ngày nay Heisenberg được coi là một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất của thời đại chúng ta, nhưng đồng thời ông cũng bị chỉ trích vì nhiều hành động của mình sau khi Hitler lên nắm quyền. Heisenberg chưa bao giờ là thành viên của Đảng Quốc xã, nhưng ông đã giữ các chức vụ học thuật cao và là một biểu tượng của văn hóa Đức tại các vùng lãnh thổ bị chiếm đóng. Từ năm 1941 đến năm 1945 Heisenberg là giám đốc của Viện Vật lý Kaiser Wilhelm và là giáo sư tại Đại học Berlin. Liên tục từ chối các đề nghị di cư, ông đứng đầu cuộc nghiên cứu chính về sự phân hạch của uranium, trong đó Đệ tam Đế chế rất quan tâm. Sau khi chiến tranh kết thúc, nhà khoa học bị bắt và bị đưa sang Anh. Heisenberg đã đưa ra nhiều lời giải thích cho hành động của mình, điều này càng góp phần làm giảm uy tín của ông ở nước ngoài. Người con trung thành của đất nước mình, Heisenberg, người đã tìm cách thâm nhập vào những bí mật của tự nhiên, đã không thể phân biệt và hiểu được chiều sâu của thảm kịch mà nước Đức đã rơi vào. Năm 1946, Heisenberg trở lại Đức. Ông trở thành giám đốc của Viện Vật lý và giáo sư tại Đại học Göttingen. Từ năm 1958, nhà khoa học này là giám đốc Đại học Vật lý và vật lý thiên văn, đồng thời là giáo sư tại Đại học Munich. Trong những năm gần đây, những nỗ lực của Heisenberg đã hướng tới việc tạo ra một lý thuyết trường thống nhất. Năm 1958, ông lượng tử hóa phương trình spinor phi tuyến tính của Ivanenko (phương trình Ivanenko-Heisenberg). Nhiều tác phẩm của ông dành cho các vấn đề triết học của vật lý, đặc biệt là lý thuyết tri thức, nơi ông đứng trên lập trường của chủ nghĩa duy tâm. Heisenberg qua đời tại nhà riêng ở Munich vào ngày 1 tháng 1976 năm XNUMX vì bệnh ung thư thận và túi mật. Tác giả: Samin D.K.
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ phần của trang web Garland. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Lá chắn trên cổng Tsaregrad. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Những con vật nào vào lúc nguy cấp có thể tạo móng vuốt từ xương dưới da? đáp án chi tiết ▪ Điều thiết kế trưởng. Mô tả công việc ▪ bài viết Một phiên với hộp ma thuật (một số thủ thuật). bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này