Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

08.06.2002
18:16

Новый рассказ Александра Прохорова

08.06.2002
00:21

Почему нервные клетки не восстанавливаются?

08.06.2002
00:20

Новости от "Боинг Рокетдэйн"

08.06.2002
00:18

В Петергофе состоится семинар "Экология космоса"

08.06.2002
00:17

Космический календарь. 8 июня

07.06.2002
21:30

Осуществлена стыковка

07.06.2002
13:49

Сегодня день рождения русского мыслителя и публициста Петра Яковлевича Чаадаева (1794-1856)

07.06.2002
13:23

Очередной семинар ИHАСАH будет проведен в четверг 13 июня в 11 часов

07.06.2002
09:21

"Энергия России" подпитает БАМ

07.06.2002
00:46

"Индевер": первые сутки полета

07.06.2002
00:45

Что же там с "Аква"?

07.06.2002
00:44

Космический календарь. 7 июня

06.06.2002
23:46

Новый атлас океанов в сети

06.06.2002
20:06

Гельмут Рейхенберг: "Вернер Гейзенберг: Колумб квантовой механики"

    Предисловие переводчика.

    5 декабря 2001 года исполнилось 100 лет со дня рождения великого немецкого физика Вернера Карла Гейзенберга (Werner Karl Heisenberg) - ученого, наряду с Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором определившего магистральный путь развития физической науки века XX-ого и, без всякого сомнения, создавшего фундамент физики века XXI-ого.

    Вклад Вернера Гейзенберга в создание теории микромира - квантовой механики - и в физическое осмысление ее математического аппарата является решающим. Гейзенберг открыл матричное представление квантовой механики (1925 г.), вывел соотношение неопределенности (1927 г.) и вместе с Нильсом Бором разработал Копенгагенскую интерпретацию математического формализма нерелятивистской квантовой теории (начиная с 1927 г.). Велик вклад немецкого ученого в такие разделы современной микрофизики как физика ядра, квантовая теория поля и физика элементарных частиц. Достаточно сказать, что именно Гейзенберг ввел в научный обиход понятия изотопического спина (1932 г.) и матрицы рассеяния (1942 г.), без которых не мыслима современная релятивистская теория элементарных частиц. Кроме того, В.Гейзенберг добился заметных успехов в процессе теоретического исследования турбулентности, ферромагнетизма и физики космических лучей.

    На русский язык переведены все значимые труды Вернера Гейзенберга, в том числе и мемуары знаменитого физика [3*], [4*]. Однако, нет ни одной сколько-нибудь подробной биографии ученого. Ниже в настоящей заметке мы попробуем частично заполнить биографический пробел, и предлагаем читателям литературный перевод статьи известного историка науки Гельмута Рейхенберга (Helmut Rechenberg) из Мюнхенского института физики им. Макса Планка, посвященной столетнему юбилею В.Гейзенберга. Статья опубликована в международном журнале по физике высоких энергий "CERN Courier", Vol.41, N10, pp.18-20, 2001. Г.Рейхенберг был последним аспирантом Вернера Гейзенберга. Он является одним из редакторов собрания научных трудов Гейзенберга и одним из авторов фундаментальнейшей пятитомной монографии по истории квантовой механики "История развития квантовой теории". Эта монография в 2001-ом году вновь переиздана крупнейшим немецким научным издательством "Springer".

    Н.Никитин

    Гельмут Рейхенберг

    "ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ: КОЛУМБ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ"

    В этом году 5 декабря исполняется 100 лет со дня рождения Вернера Гейзенберга. Именно ему мы обязаны первым крупным достижением современной атомной теории - открытием квантовой механики. Его знаменитое соотношение неопределенности занимает главное место в физической интерпретации этой теории. Он также развил несколько важных прикладных направлений квантовой механики и одним из первых распространил квантовую теорию в область физики высоких энергий.

    Вернер Гейзенберг родился в городе Вюрцбург (Wurzburg) в профессорской семье. Когда ребенок подрос, семья переехала в Мюнхен, где Вернер в 1920 году с отличием окончил классическую гимназию. Далее он учился в Мюнхенском университете у Арнольда Зоммерфельда, получил диплом (PhD) в июле 1923 и перешел работать к Максу Борну в Геттинген. В 1924 году Нильс Бор пригласил Гейзенберга в Копенгаген. Там молодой немецкий ученый стал членом удивительного международного сообщества физиков теоретиков, после окончания Первой мировой войны работавших в области атомной и квантовой физики. Это сообщество включало в себя такие выдающиеся таланты как Поль Дирак, Энрико Ферми, Фридрих Хунд, Паскуаль Йордан, Оскар Клейн, Хендрик Крамерс, Вольфганг Паули и Георг Вентцель.

    В первом семестре Зоммерфельд сразу дал Гейзенбергу сложную задачу: объяснить аномальный эффект Зеемана для спектральных линий натрия. Первокурсник нашел красивое решение, в котором, правда, возникли необычные полуцелые квантовые числа (Н.Н. - заметим, что в начале 20-х годов прошлого века физики еще ничего не знали о спине электрона и предполагали, что если квантовые процессы и подчиняются какой либо "магии чисел", то числа должны обязательно быть ЦЕЛЫМИ). Одновременно с решением квантовой задачи он занимался изучением проблемы турбулентности в классической гидродинамике. После публикации первой статьи Гейзенберга в 1922 году Зоммерфельд написал его отцу: "Вы сами принадлежите к безупречной семье филологов, но теперь Вы имеете несчастье видеть внезапное появление в вашей семье физико-математического гения". В своей дипломной работе Гейзенберг предложил первый метод нахождения критического числа Рейнольдса, определяющего переход ламинарного течения в турбулентное. В противоположность своей блестящей экспериментальной работе, Гейзенберг провалил сдачу экспериментальной части выпускного экзамена у Вильгельма Вина (Н.Н. - помните закон смещения Вина для излучения абсолютно черного тела?).

    Прорыв

    В 1923 году тогдашняя атомная теория находилась в глубоком кризисе. Чтобы найти выход из сложившейся ситуации, Паули в Копенгагене а также Борн и Гейзенберг в Геттингене предложили для предсказания результатов экспериментов в области квантовой физики заменить полуклассические дифференциальное выражения Бора и Зоммерфельда соответствующими конечными разностями. Например, этим методом в 1925 году была получена формула Крамерса-Гейзенберга, которая предсказала эффект Рамана (Н.Н. - чтобы уяснить смысл двух последних достаточно скомканных фраз Г.Рейхенберга, заинтересованным читателям рекомендуется обратиться к книге [5*], стр. 109-111). Гейзенберг и Паули поняли, что основное предположение старой теории о реальности электронных орбит в атоме должно быть полностью отброшено.

    В мае 1925 год в Геттингене Гейзенберг попытался описать поведение атомной системы только в терминах экспериментально наблюдаемых величин (так называемые "квантово-теоретические" ряды Фурье). Им было найдено, что обычные физические величины, такие как координата электрона q и его импульс p не коммутируют между собой и удовлетворяют следующему соотношению: pq-qp=h/2ip. В июне 1925 года на острове Гельголанд Гейзенберг предпринял серьезную атаку на квантовую проблему и обнаружил, что в рамках своего формализма он может удовлетворить закону сохранения энергии в атомных процессах. Подход Гейзенберга, который можно назвать "реформацией квантовой теории", заложил основы современной квантовой механики. Вскоре Борн и Йордан переформулировали данный подход в терминах матриц ("матричная механика"), а Поль Дирак разработал "теорию q-чисел". В рамках матричного формализма Гейзенберг и Паули успешно решили различные задачи атомной физики.

    В начале 1926 года Эрвин Шредингер создал волновую механику, формально эквивалентную матричной, но работающую с дифференциальными уравнениями и непрерывными волновыми функциями. Шредингер утверждал, что в природе не существует никаких "квантовых скачков". С весны 1926 года Гейзенберг активно спорит со Шредингером, а в начале 1927 года получает основной результат, необходимый для физической интерпретации квантовой механики: точность одновременного измерения импульса и положения атомной частицы ограничивается знаменитым соотношением неопределенности: Dp*Dq~h. Данное соотношение имеет важное следствие: классический закон причинности или, в более общем виде, попытка прямого разделения объекта и субъекта не возможна в квантовой физике.

    В конце 1927 года Гейзенберг становится профессором теоретической физики в Лейпциге. Вместе с Питером Дебаем и Фридрихом Хундом он основывает там новый центр атомной физики. Вместе со своими первыми студентами Феликсом Блохом и Рудольфом Пайерлсом Гейзенберг ведет пионерские исследования в области физики твердого тела (ферромагнетизм, металлы и полупроводники).

    Физика высоких энергий и физика элементарных частиц

    Однако основной интерес Гейзенберга был направлен на релятивистское обобщение квантовой механики. Совместно с Паули он формулирует лагранжев подход к квантовой теории поля (1929). Они безуспешно пытались справиться с возникшими в теории расходимостями, хотя и достигли некоторого прогресса при формулировании процедуры перенормировок (Гейзенберг 1934; Вайскопф 1934). Это позволило предположить, что квантовая механика не применима при высоких энергиях. Тем не менее, после открытия нейтрона в 1932 году, Гейзенберг предложил новую квантовомеханическую теорию атомных ядер, основанную на концепции так называемых обменных сил.

    В 1930-е годы теоретическая ядерная физика достигла огромного прогресса. В основном за счет работ ученых из США и Японии (необходимо особо выделить мезонную теорию ядерных сил Хидэки Юкавы), а позже и физиков из Лейпцига (вопреки нацистскому режиму, который притеснял способных студентов и сотрудников Гейзенберга после 1933 года).

    С 1932 года Гейзенберг обратил свое внимание на результаты наблюдений в физике космических лучей. Он предложил несколько новых идей. Например, идею "каскадного ливня". В 1938 году Гейзенберг совместно со своим студентом Гансом Эйлером решает проблему так называемой "тяжелой компоненты" космических лучей (нестабильные "мезотроны") (Н.Н. - то есть Гейзенберг доказывает существование мюонной компоненты космических лучей, которую, правда, ошибочно отождествляет с юкавовским квантом сильного взаимодействия; только после Второй мировой войны станет ясно, что мюон не имеет отношения к теории сильных взаимодействий). Все эти попытки подчинены одной честолюбивой цели, которую Гейзенберг и Паули представляли себе следующим образом: создание единой квантовой теории поля, описывающей все элементарные частицы и их взаимодействия без всяких расходимостей и позволяющей предсказать все свойства элементарных частиц (такие, как их массы и константы взаимодействий) на основе вычислений. Эта цель не достигнута и по сей день.

    Однако, в процессе работы над единой теорией, Гейзенберг и Паули выдвинули ряд концепций, которые используются в современной физике высоких энергий. Это идея изотопического спина (Гейзенберг, 1932), теорема о связи спина со статистикой (Паули и Фирц с 1937 по 1941) и спонтанное нарушение симметрии, обусловленное вырождением вакуума (Гейзенберг и Паули, 1958). Кроме того, в 1942 году Гейзенберг предложил так называемую "теорию S-матрицы", которая широко обсуждалась после Второй мировой войны как основа для создания квантовой электродинамики и теории сильных взаимодействий. Еще одним заслуживающим внимания результатом является доказательство логарифмического роста сечения рассеяния частиц при высоких энергиях (Гейзенберг, 1954).

    Наука, политика и международные отношения

    Во время Третьего Рейха (1933-1945) жизнь и работа Гейзенберга стали весьма сложны. Не только потому, что фашисты подвергли гонениям его учителей, сотрудников и студентов еврейской национальности, но также и из-за прямых атак на самого Гейзенберга и его научную работу. Нацисты рассматривали квантовую механику и теорию относительности как проявления "ущербной еврейской физики", защитники которой "должны истребляться наравне с евреями". Вопреки этим атакам, вопреки настойчивым предложениям занять престижные кафедры в университетах США, Гейзенберг остался в Германии. Он полагал, что в это сложное время не имеет морального права покинуть своих студентов и свою страну.

    Во время Второй мировой войны Гейзенберг был рекрутирован на работу над секретным германским атомным проектом. Он работал над реактором и не имел никакого отношения к попыткам создания собственно атомной бомбы. В 1942 году Гейзенберг переехал в Берлин и возглавил Институт физики им. кайзера Вильгельма (который ныне носит имя Макса Планка).

    После войны Гейзенберг успешно способствовал возрождению науки в Федеральной Республике Германии и возобновлению международных связей с помощью многочисленных друзей в Европе и за ее пределами. Так, он стал соучредителем CERNа, его горячим сторонником и первым председателем комиссии по научной политике CERNа. Он рассматривал международное сотрудничество, особенно в области фундаментальных наук (таких как физика высоких энергий), в качестве "основного инструмента для улучшения понимания между людьми". Как президент фонда Александра фон Гумбольдта, он пригласил сотни молодых исследователей стипендиатов со всего мира на работу в немецкие университеты и научные институты. Финансирование физики высоких энергий составило существенную часть от этих денежных фондов.

    Вернер Гейзенберг скончался 1 февраля 1976 года в Мюнхене. Во время празднования 80-ти летия со дня рождения Гейзенберга, Институту физики им. Макса Планка (который в 1958 году переехал из Геттингена в Мюнхен) было присвоено дополнительное название "Институт им. Вернера Гейзенберга".

    К столетию Вернера Гейзенберга состоится несколько специальных мероприятий. С 26 по 30 сентября (Н.Н. - естественно, 2001 года) в фонде Александра фон Гумбольдта в Бамберге состоится конференция "100 лет со дня рождения Вернера Гейзенберга". С 4-го по 7-е декабря во время празднования столетия Гейзенберга Институт им.Макса Планка и Университет Людвига-Максимилиана (Н.Н. - Гейзенберг заканчивал мюнхенскую классическую максимилиановскую гимназию ; возможно, в настоящее время она превратилась в университет?) в Мюнхене проведут двухдневный симпозиум, на который пригласят девять основных докладчиков из зарубежа. А с 3-го декабря по январь 2002 года в Лейпциге и Мюнхене пройдут выставки, посвященные Вернеру Гейзенбергу.

    Литература

    1. D.Cassidy, "Uncertainty: the life and science of Werner Heisenberg" (Freeman).
    2. J.Mehra and H.Rechenberg, "The Historical Development of Quantum Theory", 5 volumes (Springer).
    3*. В.Гейзенберг, "Шаги за горизонт", М. "Прогресс", 1987.
    4*. В.Гейзенберг, "Физика и философия. Часть и целое", М. "Наука", 1989.
    5*. Ф.Хунд, "История квантовой теории", К. "Наукова думка", 1980.

    Звездочкой отмечена литература, добавленная переводчиком.

    Фотографии

    1. В начале статьи помещена фотография молодого Вернера Гейзенберга, каким он был сразу после создания матричной механики и открытия соотношения неопределенности в конце 1920-х годов.


    2. 1960-е годы, CERN. Вернер Гейзенберг (справа) беседует с Джузеппе Фидекаро (слева) и Эдуардо Амальди.


    3. 1971 год, CERN. В.Гейзенберг произносит речь во время церемонии пуска ускорителя ISR (Intersecting Storage Rings). На трибуне рядом с Гейзенбергом сидят руководители CERNa.



    Обозрение Николая Никитина "Неизбежность странного микромира"

Выскажите свое мнение на:

06.06.2002
15:21

Июньские афоризмы Евгения Кащеева

06.06.2002
13:32

Суда вышли в море

06.06.2002
13:31

Госдума ратифицировала соглашения с Бразилией и Украиной

06.06.2002
13:29

В Днепропетровске открылась конференция "Человек и космос"

06.06.2002
09:35

Читайте 10 номер журнала "Подъем" в Интернете

06.06.2002
09:17

Жилье в рассрочку

<< 1761|1762|1763|1764|1765|1766|1767|1768|1769|1770 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList