Heisenberg Werner Karl
ur: 5 grudnia 1901 w Würzburgu - Niemcy
zm: 1 lutego 1976 w Monachium - Niemcy
Werner był ewangelickim luteranem, a jego żona Anna zmieniła wyznanie z rzymsko-katolickiego,żeby być pewną, że nie będzie żadnych problemów natury religijnej z ich małżeństwem. Oboje byli religijni ale tylko ze względów na obyczaje. Wiara chrześcijańska była oczekiwana od ludzi o ich statusie społecznym, więc dla nich było to koniecznością ze względu na przynależność klasową. Prywatnie wyrażali brak religijnych wierzeń. Dzieci wychowywali tak aby kierowały się etyką chrześcijańską ale okazywały niewiarę w historyczną stronę chrześcijaństwa.
We wrześniu 1906 roku krótko przed piątymi urodzinami, Werner poszedł do Szkoły Podstawowej w Wurzburgu. Spędził tam trzy lata. W 1909 roku jego ojciec został mianowany profesorem średniowiecznej i nowożytnej greki na Uniwersytecie w Monachium. W czerwcu 1910 roku, kilka miesięcy po tym, jak jego ojciec przyjął profesurę, cała rodzina przeprowadziła się do Monachium. Tam od września Werner uczęszczał do szkoły Elisabethenschule.Po roku poszedł do szkoły, w której jego dziadek był dyrektorem, czyli do Maximilians Gymnasium.
W 1914 roku, kiedy wybuchła Pierwsza Wojna Światowa, Gimnazjum zostało zajęte przez oddziały wojskowe. Lekcje odbywały się w różnych budynkach i to spowodowało że W. Heisenberg dużo uczył się samodzielnie z dużym zyskiem dla swojej edukacji. Jego ulubionymi przedmiotami była: matematyka, fizyka i religia. Jednakże Werner był wyśmienitym uczniem z każdego przedmiotu i jego matematyczne zdolności były tak duże, że w 1917 roku dawał korepetycje z rachunku przyjacielowi z rodziny, który był na Uniwersytecie. W tym okresie należał do organizacji paramilitarnej, która działała w Gimnazjum z zamiarem przygotowania młodych mężczyzn do póżniejszej służby wojskowej.
Heisenbeg pracował także na farmach przyczyniając się do działania innej organizacji wolontariuszy, która wysyłała mężczyzn aby pomagali na polach w okresie wiosny i lata. Praca ta wyciągnęła go z domu po raz pierwszy w 1948 roku, kiedy to został wysłany aby pracować na farmie mlecznej w Górnej Bawarii. To był czas z długimi godzinami ciężkiej, fizycznej pracy pogorszony niewystarczającą ilością jedzenia. Werner spędzał wolny czas czytając teksty matematyczne, które ze sobą zabrał oraz grając w szachy, osiągając w tym bardzo wysoki poziom. W tym czasie zainteresował się teorią liczb, przeczytał prace Kroneckera oraz próbował znależć dowód na teorię Fermata. Po wojnie (zakończonej w 1918) roku sytuacja w Niemczech była niestabilna: różne frakcje próbowały przejąć władzę siłą. Heisenberg brał udział w zbrojnym stłumieniu bawarsko-sowieckich sił, ale chociaż było to bardzo poważne, młody człowiek potraktował to prawie jak grę. Póżniej Werner napisał: "Byłem 17-letnim chłopcem i uważałem to za rodzaj przygody. To było jak zabawa w policjantów i rabusiów"
W Gimnazjum Heisenberg przewodził młodzieżowemu ruchowi. W 1920 roku zdał maturę i był jednym z dwóch uczniów Alaximillians Gimnasium, którzy dostali się do bawarskiego konkursu na stypendium Fundacji Maximilianeum. Dostępnych było jedenaście stypendiów a Heisenberg był na jedenastym miejscu. Wyniki jego egzaminu z matematyki i fizyki zostały sklasyfikowane jako zadziwiające ale jego esej o "Tragedy as poetic art"robiły dużo mniejsze wrażenie . Odrzucił przedstawioną przez Fundację ofertę domowego zakwaterowania, woląc mieszkać z rodzicami.
W okresie między zdaniem matury a rozpoczęciem studiów na Uniwersytecie w Monachium wyruszył w podróż stopem wraz z grupą młodzieży. Prawie umarł na tyfus, którym zaraził się po spądzeniu nocy w zamku używanym wcześniej jako szpitala wojskowego. Jednakże wyzdrowiał na czas aby rozpocząć studia (pomimo problemów z dostaniem odpowiedniej żywności). Podczas lata 1920 roku (i potem jeszcze przez jakiś czas) Heisenberg studiował czystą matematykę na Uniwersytecie.
Czytał prace Weyla i Bachmanna, które dały mu całkowite pojęcie o teorii liczb. Wiedza z tej dziedziny matematyki była tematem Jego pracy doktoranckiej. Werner zwrócił się zprośbą do Ferdinanda von Lindemanna aby został jego promotorem. Gdyby rozmowa wstępna z Lindemannem się powiodła, to Heisenbarg mógłby być dzisiaj znany jako zadziwiający teoretyk liczbowy. Jednak rozmowa wstępna nie powiodła się, co było prawie pewne od początku, ponieważ Lindemann za dwa lata miał odejść na emeryturę.
Zgodził się spotkać z Heisenbergiem tylko dlatego, że miał dług wdzięczności względem szkolnego kolegi-ojca Wernera. Następną rozmowę wstępną Werner odbył z Sommerfeldem, który z radością przyjął go jako studenta. We wrześniu 1920 roku Heisenbarg wraz z kolegą Paulim zaczęli studiować fizykę teoretyczną pod protektoratem Sommerfelda. Na początku Werner był ostrożny i wybrał głównie zajęcia związane z matematyką, aby być pewnym że będzie mógł do niej wrócić, gdy będzie mieć jakieś problemy z fizyką.
Unikał wykładów Lindemanna a jego zainteresowania matematyczne przeniosły się z teorii liczbowej na geometrię. W niedługim czasie Werner nabrał pewności siebie i na drugim semestrze uczęszczał na wszystkie wykłady Sommerfelda. Heisenberg zaczął uczęszczać na wykłady z fizyki eksperymentalnej, które były obowiązkowe. Zaczął planować podjęcie badań w relatywistyce. Jednakże Pauli, który w tym czasie przeprowadzał badania z teorii względności odradził Wernerowi przeprowadzenia badań w tej dziedzinie.
Pauli stwierdził, że o strukturze atomów jeszcze wiele jest niewyjaśnione (teoria nie zgadzała się z praktyką). Heisenberg tak napisał o pierwszych latach spędzonych na Uniwersytecie: "Moje pierwsze dwa lata na Uniwersytecie w Monachium spędziłem w dwóch różnych światach: pośród moich przyjaciół z ruchu młodzieżowego i w abstrakcyjnym królestwie fizyki teoretycznej. Oba światy były tak bardzo wypełnione silną działalnością, że często byłem w stanie wielkiej agitacji i co więcej było to dość trudne aby rozdzielić się pomiędzy nie oba"
W czerwcu 1922 roku Werner uczęszczał na odczyty Nielsa Bohra w Gottingen. Po powrocie do Monachium Sommerfeld dał Heisenbergowi problem z hydrodynamiki aby zająć go czymś. W tym czasie, tzn. w latach 1922-29 Sommerfeld miał sesję w Stanach Zjednoczonych. Heisenberg przedstawił wstępne rezultaty badań na konferencji w Insbruku-jeszcze przed ponownym wyjazdem do Gottingen, gdzie miał studiować z Bornem, Franckiem i Hilbertem, podczas nieobecności swego promotora.
W Gottingen Heisenberg pracował z Bornem nad "Teorią atomistyczną i napisali wspólnie pracę o helu".
Jego praca doktorska zaprezentowama w Monachium w 1923 roku była na temat "Turbulencji w płynnych cieczach".
Po otrzymaniu doktoratu Heisenberg wyjechał do Finlandii. W pażdzierniku 1923 roku wrócił do Gottingen jako asystent Borna. W marcu 1924 roku odwiedził Nielsa Bohra w Instytucie Fizyki Teoretycznej w Kopenhadze,gdzie spotkał po raz pierwszy Einsteina. Po powrocie do Gottingen Werner habilitował się 28 marca 1924 roku. Od tej pory mógł wykładać na niemieckich uniwersytetach.
Werner póżniej napisał: "Nauczyłem się optymizmu od Sommerfelda, matematyki w Gottingen i fizyki od Bohra"
Od września 1924 roku do maja 1925 roku pracował, wspierany przez stypendium Rockefellera, z Nielsem Bohrem na Uniwersytecie w Kopenhadze. Latem 1925 roku powrócił do Gottingen i w tym samym roku Heisenberg wynalazł mechanizm macierzowy i pierwszą wersję mechanizmów kwantowych . Nie wynalazł tych koncepcji jako algebry macierzowej, ponieważ skupił uwagę na prawdopodobieństwie skwantowania amplitud.
Amplitudy te ukształtowały nieprzemienną algebrę. Natomiast algebrę macierzową rozpoznali w Gottingen Max Born i Pascual Jordan. Mechanizmy macierzowe zostały daleko bardziej rozwinięte w pracy autorstwa Heisenberga, Borna i Jordana opublikowanej w 1926 roku.
W maju 1926 roku Werner został mianowany Wykładowcą z Fizyki Teoretycznej w Kopenhadze,gdzie pracował z Nielsem Bohrem. W 1927 roku dostał stanowisko na Uniwersytecie w Lipsku i 1 lutego 1928 roku wygłosił inaguaracyjny wykład. Na tym stanowisku pozostał do 1941 roku, kiedy to został mianowany dyrektorem Kaiser Wilhelm Instytut Fizyki w Berlinie. W 1932 roku otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki za stworzenie kwantowych mechanizmów, zastosowanie których poprowadziło, pośród wielu innych rzeczy, do odkrycia alotropicznych odmian wodoru.
Heisenberg jest najbardziej znany za "Uncertainly principle" odkryte w 1927 roku,które mówią że aby ustalić decydujące pozycje i pęd cząsteczki elementarnej trzeba koniecznie zapobiec błędowi produktu, który musi być mniejszy niż kwantowa stała wielkość h. Te błędy są generalnie nieistotne ale bywają krytyczne gdy badana jest tak mała cząstka jak atom. To w 1927 roku gdy Heisenberg uczestniczył w Konferencji Solvay w Brukseli. Napisał w 1969: "Dla tych z nas, którzy mieli swój wkład w rozwój teorii atomistycznej, lata, które nastąpiły po konferencji Solvay w Brukseli w 1927 roku były tak wspaniałe, że zwykliśmy o nich mówić jako o złotym wieku fizyki atomowej. Wszystkie przeszkody, które stały na drodze naszych starań zostały z niej usunięte i drzwi na całkowicie nowy świat mechanizmów kwantowych stanęły przed nami otworem"
Heisenberg w 1928 roku opublikował "The physical principles of quantum theory" Natomiast w 1929 roku wyjechał na wykłady do Stanów Zjednoczonych, Japonii i Indii. W latach 30-tych Heisenberg i Pauli użyli kwantową realizację przestrzeni w siatce swoich obliczeń. Heisenberg miał nadzieję, że matematyczne własności doprowadzą do fundamentalnych własności natury z fundamentalną długością jako jedną ze stałych w naturze.
W 1932 roku Werner napisał trzy częściową pracę, w której opisuje nowoczesny obraz jądra atomu. Rozważał strukturę różnorodnych składników jądra atomu pod kątem ich energii wiążących i ich stabilności. Te prace otworzyły drogę innym do zastosowania teorii kwantowej w jądrze atomu. W 1935 roku naziści doszli do władzy. Sommerfeld miał wtedy 66 lat i odchodząc na emeryturę wyznaczył Heisenberga na swego następcę, czego ten nie chciał.
To był czas, kiedy naziści chcieli zastąpić "żydowską matematykę niemiecką matematyką i żydowską fizykę niemiecką fizyką" . Teoria względności i kwantowa zostały sklasyfikowane jako "żydowskie" a konsekwencją tego była nie możliwość zajęcia stanowiska przez Heisenberga w Monahium. Pomimo faktu, że Heisenbeg nie był Żydem, stał się obiektem częstych ataków prasy , która pisała, że ma "żydowski styl"
W 1937 roku Werner ożenił się z Elizabeth Schumacher. Poznał ją dzięki muzyce, która była dla niego bardzo ważna przez całe życie. Wspaniały pianista, Heisenberg poznał Elizabeth Shumacher na koncercie, który dawał w domu swojego przyjaciela. Kiedy doszło do spotkania Elizabeth miała 22 lata a Werner miał35 lat. Pobrali się 29 kwietnia 1937 roku w niecałe trzy miesiące od pierwszego spotkania.
W marcu Heisenberg został poroszony o objęcie stanowiska w Monahium. Ze względu na ślub zgodzono się przesunąć termin na 1 sierpnia. Heisenberg przyjechał z żoną do Monahium w lipcu. Jednak objęcie stanowiska zostało uniemożliwione przez nazistów. W czasie Drugiej Wojny Światowej Heisenberg przewodniczył nieudanemu niemieckiemu projektowi broni nuklearnej Uranverein. Pracował z Otto Hahnem (jednym z odkrywców rozszczepienia jądra atomów) nad rozwinięciem reaktora nuklearnego.
Jednak nie udało mu się stworzyć efektywnego proramu dla broni jądrowej. Niejasnym pozostaje to czy powodem niepowodzenia były braki środków czy też niechęć oddania broni jądrowej w ręce nazistów. Po wojnie Werner został aresztowany przez Alsos-tajną misję podążającą za postępującymi siłami aliantów w Europie mającą za zadanie ustalić postępy niemieckiego projektu bomby atomowej.
Heisenberg był internowany w Farm Hall w Godmanchester, Huntingdonshire, Anglii z innymi czołowymi niemieckimi naukowcami. W 1946 roku powrócił jednak do Niemiec, gdzie został mianowany dyrektorem Max Planck Instytutu Fizyki i Astrofizyki w Gottingen. Zimą, w latach 1955-56 Werner wygłosił prelekcję Giffordowi o tytule "Fizyka i psychologia"
Kiedy w 1958 roku przeniesiono Max Planck Instytut do Monahium Werner pozostał jego dyrektorem i piastował ten urząd aż do 1970 roku, kiedy przeszedł na emeryturę.
