Гейзенберг Вернер Карл (1901- 1976) - это...

- германский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике за создание матричной механики (1932). Основные работы: "Физические принципы квантовой теории" (1930), "Физика и философия" (1958), "Физика и за ее пределами" (1971). В 1920-1923 учился в Университете Мюнхена, где слушал лекции А.Зоммерфельда по теоретической физике. В 1923-1927 - ассистент в Гёттингенском Университете, в 1927-1941 - профессор физики Университетов Лейпцига и Берлина, с 1941 - профессор физики Гёттингенского Университета, с 1946 - директор Института физики общества М.Планка (Берлин), с 1948 - президент Гёттингенской Академии Наук. В 1925 Г. совместно со своим учителем Н.Бором опубликовал концепции матричной механики как первого варианта механики квантовой. К этому Г. пришел в попытках разрешения противоречий в модели строения атома, сочетающей классические уравнения движения и постулаты Н.Бора. Г. и Н.Бор постулировали, что элементарные частицы обладают волновыми свойствами и не могут быть наблюдаемы в традиционном понимании. Это распространяющиеся в пространстве пакеты волн, которые (в зависимости от направления исследования) возможно рассматривать или как частицы, или как волны. Каждой физической величине ставится в соответствие определенный оператор, представляющийся в виде бесконечной матрицы. На основе теории Г. был произведен расчет квантовомеханических характеристик ядра атома гелия, а также показана возможность существования его в орто- и парасостояниях. Математический аппарат матричной механики позволил Г. также вычислять интенсивность спектральных линий линейного осциллятора. К 1927 Г. смог сформулировать в математическом виде "принцип неопределенности". Этот принцип возник вследствие необходимости учета материального характера наблюдений за элементарными частицами. Согласно принципу неопределенности, невозможно точно указать одновременно импульс частицы и ее координаты: чем точнее измерена одна из этих характеристик, тем менее точным будет значениедругой. В описание атомного объекта, его состояния и поведения вводился существенно новый момент - понятие вероятности. В 1928 Г. (совместно с П.Дираком) выдвинул идею обменного взаимодействия, на основе которой разработал квантовомеханическую теорию спонтанной намагничиваемости ферромагнетиков при обменном электронном взаимодействии. В 1929 вместе с В.Паули Г. работал над теориями квантовой электродинамики, введя схему квантования полей и пытаясь получить из единого полевого уравнения массы элементарных частиц. С приходом к власти в Германии деятелей национал-социализма, Г., в отличие от многих других ведущих ученых, решил продолжить работу на родине. Свой труд "Физика и философия" Г. написал на основе прочитанных им в различных Университетах Шотландии престижных Гиффордовских Лекций (1955-1956). Г. писал в предисловии к мюнхенскому изданию книги "Физика и философия" (1959), что эти лекции "по завещанию основателя имеют своим предметом естественную теологию. С естественной теологией связана такая точка зрения на вопросы бытия, которая является результатом отказа от какой-либо частной религии или мировоззрения. Чаще всего цели, которые преследуют эти лекции, предполагают не специальное изложение отдельных проблем науки, а ее философские основы и мировоззренческие выводы. Поэтому перед автором... была поставлена задача показать связи между современной атомной физикой и общими философскими вопросами... Лекции были рассчитаны на широкий круг студентов, не обязательно физиков, интересующихся естествознанием и философией... Наиболее трудным разделом является, по-видимому, раздел, излагающий контринтерпретации к Копенгагенской интерпретации квантовой теории... Выводы современной физики... во многом изменили представление о мире, унаследованное от прошлого века. Они вызывают переворот в мышлении и потому касаются широкого круга людей. Предлагаемая книга имеет целью помочь подготовить почву для этого переворота". Г. полагал, что микромир, представляя собой только совокупность комплексов ощущений субъекта наблюдения, отделен от макромира "непроходимой пропастью". При интерпретации открытого им соотношения неопределенностей Г. сформулировал "начало принципиальной наблюдаемости", согласно которому физика должна отказаться от попыток узнать, как "устроен мир", исключить наглядные представления, переведя физические понятия на язык символов математики, принять положение, согласно которому микрообъекты существуют только при наличии наблюдающего их субъекта, отказаться от принципа причинности в микромире. О значении современной ему физики Г. в книге "Философия и физика" писал: "Когда сегодня говорят о современной физике, то первая мысль, которая при этом возникает, связана с атомным оружием. Каждый знает, какое огромное влияние оказывает это оружие на политическую жизнь нашего времени... Сегодня физика оказывает на общее положение в мире гораздо большее влияние, чем когда-либо прежде. Все же мы должны спросить, действительно ли изменения, произведенные современной физикой в политической сфере, являются важнейшим ее результатом. Что останется от влияния современной физики, если мир в своей политической структуре будет соответствовать новым техническим возможностям? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить, что каждое орудие несет в себе дух, благодаря которому оно создано. Так как каждая нация и каждая политическая группировка независимо от ее географического расположения или культурных традиций должна быть заинтересована в новом оружии, то дух современной физики будет проникать в сознание многих народов и будет связан самыми различными путями с прежними традициями. Что в конце концов произойдет на нашей земле в результате столкновения специальной области современной науки и весьма различных древних традиций? В тех частях мира, в которых развито современное естествознание, непосредственные интересы, направленные с давних времен прежде всего на практическое применение открытий естествознания в промышленности и технике, сочетаются с рациональным анализом внешних и внутренних условий такого применения. Народам этих стран сравнительно легко будет справиться с новыми идеями, ибо у них было достаточно времени для медленного и постепенного приспособления к современному техническому и естественно-научному методу мышления. Однако в других частях мира эти идеи довольно неожиданно сталкиваются с основными религиозными и философскими представлениями национальной культуры. Ввиду того что результаты современной физики снова ставят нас перед необходимостью обсуждения таких основополагающих понятий, как реальность, пространство и время, это столкновение может привести к совершенно новому изменению мышления, пути которого нельзя еще предвидеть. Характерной чертой столкновения современного естествознания с прежним традиционным методом мышления является полная интернациональность современного естествознания. Одна сторона в этом обмене идей, именно прежняя традиция, неодинакова в различных частях мира, а другая - повсюду одна и та же, и, следовательно, результаты этого обмена быстро распространяются на все области, где вообще имеет местодискуссия... самые большие изменения в представлениях о реальности произошли именно в квантовой теории; новые идеи атомной физики сконцентрированы и... выкристаллизованы в той окончательной форме, которую приняла наконец квантовая теория... В отношении того, что касается экспериментальной техники, современная ядерная физика является только прямым следствием метода исследования, который всегда, со времен Гюйгенса, Вольта и Фарадея, определял развитие естествознания... обескураживающая математическая сложность некоторых разделов квантовой теории представляет собой лишь крайнее развитие методов, которые были открыты Ньютоном, Гауссом и Максвеллом. Но изменения в представлениях о реальности, ясно выступающие в квантовой теории, не являются простым продолжением предшествующего развития... Здесь речь идет о настоящей ломке в структуре естествознания". Г. писал также о том, что современное ему естествознание проникает в "части света, где культурные традиции сильно отличаются от европейской цивилизации. Нужно ожидать, что эта новая деятельность во многих случаях проявляется как разрушение старой культуры, как бесцеремонное и варварское вмешательство, нарушающее зыбкое равновесие, на котором зиждется все человеческое счастье. Этих последствий, к сожалению, нельзя избежать, с ними надо примириться как с характерной чертой нашего времени. И все же даже в этом отношении революционный дух современной физики до некоторой степени может помочь привести в соответствие древние традиции с новыми тенденциями в мышлении. Так, например, большой научный вклад в теорию физики, сделанный в Японии после войны, может рассматриваться как признак определенной взаимосвязи традиционных представлений Дальнего Востока с философской сущностью квантовой теории. Вероятно, легче привыкнуть к понятию реальности в квантовой теории в том случае, если нет привычки к наивному материалистическому образу мыслей, господствовавшему в Европе еще в первые десятилетия нашего века. Естественно, эти замечания не должны пониматься как недооценка вредного влияния, которое, вероятно, привносится или еще будет привнесено старыми культурными традициями в процессе научного прогресса. Но так как все это развитие давно вышло из-под контроля человека, то мы должны признать его как одну из существенных черт нашего времени и попытаться насколько возможно связать это развитие с теми человеческими ценностями, которые являлись целью древних культурных и религиозных традиций. При этом имеет смысл привести одну притчу из истории религии хасидов. Жил старый раввин, священник, который был известен своей мудростью и к которому люди шли за советом. Пришел к нему один человек в отчаянии от всех происходивших вокруг него изменений и стал жаловаться на все то зло, которое происходит по причине так называемого технического прогресса. "Разве имеет цену весь технический хлам, - сказал он, - когда думают о действительной ценности жизни?" Раввин ответил: "Все в мире может способствовать нашему знанию: не только то, что создал бог, но и все то, что сделал человек". - "Чему мы можем научиться у железной дороги?" - спросил в сомнении пришедший. "Тому, что из-за одного мгновения можно упустить все". - "А у телеграфа?" - "Тому, что за каждое слово надо отвечать". - "У телефона?" - "Тому, что там слышат то, что мы здесь говорим". Пришедший понял, что думал раввин, и пошел своей дорогой... Современное естествознание врывается в те страны, в которых в течение нескольких десятилетий создавались новые положения веры как основа для новых могучих общественных сил. В этих странах современная наука обнаруживает себя как в отношении содержания этих положений веры, ведущих свое начало от европейских философских идей 19 в. (Гегель и Маркс), так и в отношении феномена веры, который не признает никакого компромисса с другими взглядами. Так как современная физика из-за своей практической пользы и в этих странах играет большую роль, то едва ли можно избежать того, что и там будет ощущаться ограниченность новых положений веры теми, кто действительно понимает современную физику и ее философское значение. Поэтому для будущего будет, по-видимому, плодотворным духовный обмен между естествознанием и новым политическим учением. Естественно, что не надо переоценивать влияние науки. Но открытость современного естествознания, вероятно, в состоянии помочь большим группам людей понять, что новые положения веры для общества не так важны, как предполагалось до сих пор... Влияние современной науки может оказаться очень благотворным для развития терпимости к иным идеям и потому стать весьма полезным".