زندگینامه ورنر هایزنبرگ؛ برنده جایزه نوبل فیزیک
ورنر هایزنبرگ یکی از برجسته‌ترین فیزیکدانان قرن بیستم بود که به دلیل مشارکت‌های مهمش در مکانیک کوانتومی و ارائه اصل عدم قطعیت هایزنبرگ شهرت دارد. سوای دستاوردهای علمی، زندگی او با حواشی و وقایع مهمی همراه بوده؛ از دورانی که زندگی حرفه‌ای‌اش از سیاست‌های هیتلر متاثر شد تا روزهای پرشکوهی که جایزه نوبل را به دست آورد.
فهرست محتوا
ورنر هایزنبرگ
هایزنبرگ کیست؟
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ به زبان ساده
هایزنبرگ؛ برنده جایزه نوبل فیزیک
هایزنبرگ و هیتلر
ورنر هایزنبرگ همچنان یک فیزیکدان باقی ماند
زندگی شخصی ورنر هایزنبرگ
الیزابت شوماخر، زن هایزنبرگ، که بود؟
فرزندان ورنر هایزنبرگ که بودند؟
ورنر هایزنبرگ و خدا
جملات ورنر هایزنبرگ
ورنر هایزنبرگ
ورنر کارل هایزنبرگ که در سال ۱۹۰۱ در آلمان متولد شد، در یکی از پرتلاطم‌ترین دوره‌های تاریخ مدرن و تاریخ علم فعالیت داشت. زندگی او نه تنها با پیشرفت‌های علمی، بلکه با تحولات سیاسی‌ای که به جنگ جهانی دوم انجامید، در هم آمیخته شد. این موضوع باعث شد که درباره مسئولیت اخلاقی، ارتباط سیاسی او با رژیم نازی و نقش علم در دوران بحران‌های ملی، سوالاتی مطرح شود. در این مقاله به بررسی زندگی هایزنبرگ، رابطه‌اش با آدولف هیتلر و رژیم نازی، و اصولی که او را در تاریخ علم ماندگار کرد، می‌پردازیم تا ببینیم به راستی هایزنبرگ کیست؟
هایزنبرگ کیست؟
ورنر هایزنبرگ در ۵ دسامبر ۱۹۰۱ در وورتسبورگ آلمان، در یک خانواده مسیحی از طبقه متوسط به دنیا آمد. پدرش، آگوست هایزنبرگ، استاد زبان یونانی در دانشگاه مونیخ بود و مادرش، که از یک خانواده مرفه بود، نقش مهمی در پرورش ذهن کنجکاو او ایفا کرد. هایزنبرگ از کودکی علاقه زیادی به ریاضیات و فیزیک داشت و در این رشته‌ها سرآمد بود. او در سال ۱۹۲۰ وارد دانشگاه مونیخ شد و در آنجا تحت نظر فیزیکدان برجسته، آرنولد زومرفلد، تحصیل کرد. زومرفلد نقش مهمی در شکل‌گیری مسیر علمی هایزنبرگ داشت.
در طول دوران تحصیل، هایزنبرگ به شدت مجذوب مکانیک کوانتومی شد، حوزه‌ای که تلاش داشت رفتار عجیب و اغلب متناقض ذرات در مقیاس اتمی و زیراتمی را توضیح دهد. در آن زمان، فیزیکدانان آلمانی، افرادی مانند ماکس پلانک، آلبرت اینشتین و نیلز بور که رهبری انقلاب کوانتومی را بر عهده داشتند، در خط مقدم این جریان بودند. تحقیقات هایزنبرگ به زودی او را در مرکز این موج جدید علمی قرار داد.
هایزنبرگ پس از دریافت دکترای خود از دانشگاه مونیخ در سال ۱۹۲۳، مدتی را در کپنهاگ، در کنار نیلز بور، گذراند. در آنجا، او مشارکت‌های مهمی در توسعه مکانیک ماتریسی داشت؛ (مکانیک ماتریسی یکی از دو فرمول‌بندی اصلی مکانیک کوانتومی بود، دیگری مکانیک موجی بود که توسط اروین شرودینگر توسعه یافت). مکانیک ماتریس هایزنبرگ، بنیان ریاضی مکانیک کوانتومی را تقویت کرد و راه را برای درک جدیدی از دنیای میکروسکوپی و اتمی هموار ساخت. او پس از آن مهم‌ترین اصل علمی در دروان حرفه‌ای خود یعنی اصل عدم قطعیت را پایه‌گذاری کرد؛ اما اصل عدم قطعیت هایزنبرگ چیست؟
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ به زبان ساده
مهم‌ترین دستاورد علمی هایزنبرگ، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ بود که در سال ۱۹۲۷ ارائه شد و همچنان یکی از اصول اساسی مکانیک کوانتومی محسوب می‌شود.
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ به زبان ساده بیان می‌کند که به طور ذاتی، اندازه‌گیری همزمان برخی از ویژگی‌های مکمل یک ذره (مثل الکترون)، مانند موقعیت و اندازه حرکت آن، با دقت مطلق امکان‌پذیر نیست. جمله معروف هایزنبرگ در توضیح اصل عدم قطعیت از این قرار است: «هر چه موقعیت یک ذره دقیق‌تر تعیین شود، اندازه حرکت آن با دقت کمتری قابل اندازه‌گیری خواهد بود، و بالعکس.»
این اصل تأثیرات عمیقی بر درک ما از جهان فیزیکی داشت. پیش از کشف هایزنبرگ، دیدگاه رایج در فیزیک کلاسیک این بود که جهان را می‌توان به‌طور قطعی و جبری درک کرد، به این معنا که اگر اطلاعات کاملی از شرایط اولیه یک سیستم داشته باشیم، می‌توانیم رفتار آینده آن را با دقت کامل پیش‌بینی کنیم. اما اصل عدم قطعیت این دیدگاه را تغییر داد و عدم تعین ذاتی رفتار ذرات در مقیاس کوانتومی را معرفی کرد.
این اصل پیامدهای فلسفی زیادی هم داشت و بحث‌هایی درباره ماهیت واقعیت و محدودیت‌های دانش بشری را برانگیخت. هایزنبرگ که به جنبه‌های فلسفی علم علاقه‌مند بود، بارها درباره تأثیرات مکانیک کوانتومی بر درک ما از جهان سخنرانی کرد. او گفته بود: «نه تنها جهان عجیب‌تر از آن است که تصور می‌کنیم، بلکه عجیب‌تر از آن است که می‌توانیم تصور کنیم.» همین تحقیقات هایزنبرگ باعث شد که او یکی از چهره‌های کلیدی در مباحث علمی و فلسفی زمان خود شود.
هایزنبرگ؛ برنده جایزه نوبل فیزیک
در سال ۱۹۲۸، آلبرت اینشتین هایزنبرگ، بورن و یوردن را برای دریافت جایزه نوبل در فیزیک نامزد کرد. اما اعلام جایزه نوبل در فیزیک سال ۱۹۳۲ تا نوامبر ۱۹۳۳ به تأخیر افتاد. در آن زمان اعلام شد که هایزنبرگ جایزه سال ۱۹۳۲ را «به خاطر خلق مکانیک کوانتومی که کاربرد آن، به کشف اشکال آلوتروپی هیدروژن منجر شده است» دریافت کرده است. هایزنبرگ هنگام دریافت جایزه خود تنها ۳۲ سال داشت.
هایزنبرگ و هیتلر
با قدرت گرفتن حزب نازی در دهه ۱۹۳۰، مسیر حرفه‌ای هایزنبرگ تغییر چشمگیری یافت. اگرچه او در دوران جوانی فعالیت سیاسی اندکی داشت، اما ایدئولوژی‌های ضدیهودی و سیاست‌های علمی رژیم نازی تأثیر زیادی بر زندگی شخصی و حرفه‌ای او گذاشت.
کمی پس از کشف نوترون توسط جیمز چدویک در سال ۱۹۳۲، هایزنبرگ اولین مقاله از سه مقاله خود را درباره مدل نوترون-پروتون هسته را ارائه داد. پس از به قدرت رسیدن آدولف هیتلر در سال ۱۹۳۳، ارتباط بین هایزنبرگ و هیتلر چندان خوب پیش نرفت. با اینکه آن‌ها از نزدیک یکدیگر را ندیده بودند، اما هایزنبرگ در مطبوعات به عنوان «یهودی سفید» (یعنی آریایی که مانند یک یهودی عمل می‌کند) مورد حمله قرار گرفت. حامیان فیزیک آلمانی (Deutsche Physik)، که به عنوان فیزیک آریایی نیز شناخته می‌شود، حملات شدیدی علیه فیزیکدانان نظری برجسته، از جمله آرنولد زومرفلد و هایزنبرگ آغاز کردند. در محیط دانشگاهی زمان هایزنبرگ، عوامل سیاسی بر توانایی علمی اولویت داشتند؛ با این حال که دو فرد مهم و برنده جایزه نوبل فیزیک، فیلیپ لنارد و یوهانس استارک حامی هایزنبرگ بودند، او باز هم نتوانست در دانشگاه استاد شود.
او چندین سال نتوانست در مقام استاد دانشگاه در هیچ کدام از دانشگاه‌های آلمان شغلی بگیرد تا اینکه سرانجام در سال ۱۹۳۷، هایزنبرگ به عنوان استاد در دانشگاه لایپزیگ منصوب شد و تا سال‌ها در آنجا فعالیت کرد. در این دوران، ورنر هایزنبرگ فیزیکدان حوزه ذرات بنیادی، درگیر پروژه هسته‌ای آلمان شد که به «باشگاه اورانیوم» معروف بود. این پروژه با هدف توسعه سلاح‌های هسته‌ای برای آلمان در طول جنگ جهانی دوم شکل گرفت.
ورنر هایزنبرگ همچنان یک فیزیکدان باقی ماند
پس از شکست آلمان در سال ۱۹۴۵، هایزنبرگ مدتی توسط نیروهای متفقین بازداشت و انگلیس فرستاده شد، اما خیلی زود آزاد شد و به تحقیقات علمی خود ادامه داد. او به آلمان بازگشت و نقش کلیدی در بازسازی جامعه علمی این کشور ایفا کرد. او به عنوان مدیر مؤسسه فیزیک ماکس پلانک در گوتینگن منصوب شد و در توسعه فیزیک پس از جنگ، چه در آلمان و چه در سطح بین‌المللی، تأثیرگذار بود. هایزنبرگ پس از جنگ نیز به تحقیقات خود در زمینه مکانیک کوانتومی ادامه داد و بر روی نظریه میدان واحد که سعی داشت مکانیک کوانتومی و نسبیت عام را ترکیب کند، کار کرد. با این حال، فعالیت‌های او در دوران پس از جنگ تحت تأثیر میراث دوران نازی باقی ماند.
زندگی شخصی
هایزنبرگ به موسیقی کلاسیک علاقه‌مند بود و پیانیست ماهری بود. علاقه او به موسیقی منجر به آشنایی‌اش با همسر آینده‌اش شد. او و همسرش ۳۰ سال باهم زندگی کردند و در نهایت هایزنبرگ در ۱ فوریه ۱۹۷۶، در سن ۷۴ سالگی درگذشت.
الیزابت شوماخر، همسر هایزنبرگ که بود؟
در ژانویه ۱۹۳۷، هایزنبرگ الیزابت شوماخر (۱۹۱۴–۱۹۹۸) را در یک کنسرت موسیقی خصوصی ملاقات کرد. الیزابت دختر یک استاد اقتصاد معروف در برلین بود و برادرش، ا. ف. شوماخر، اقتصاددان و نویسنده بود. هایزنبرگ در ۲۹ آوریل با او ازدواج کرد. اولین فرزندان الیزابت و ورنر هایزنبرگ دوقلوهایی به نام‌های ماریا و ولفگانگ، در ژانویه ۱۹۳۸ به دنیا آمدند. آن‌ها در ۱۲سال بعدی پنج فرزند دیگر هم به کانون خانواده‌شان آوردند.
از فرزندان ورنر هایزنبرگ چه می‌دانیم؟
از هایزنبرگ و همسرش ۷ فرزند به نام‌های ماریا، ولفگانگ، باربارا، کریستین، یوخن، مارتین و ورنا به یادگار مانده است. یوخن هایزنبرگ که متولد ۱۹۳۹ است، هم‌اکنون فیزیکدانی است که در فیزیک هسته‌ای تخصص دارد و استاد بازنشسته فیزیک در دانشگاه نیوهمپشایر است. مارتین هایزنبرگ هم که یک سال از یوخن کوچکتر است یک نوروبیولوژیست و دانشمند حوزه ژنتیک است. او استاد بازنشسته ژنتیک و نوروبیولوژی در مرکز بیولوژی دانشگاه وورزبورگ است. همچنین بنجامین هایزنبرگ، کارگردان سینما هم نوه ورنر هایزنبرگ است.
ورنر هایزنبرگ و خدا
هایزنبرگ که از جمله فیزیکدانان خداباور و یک مسیحی لوتری بود، علاقه‌اش به مباحث فلسفی و دینی باعث شد تا کتابی هم در این زمینه بنویسد. هایزنبرگ در کتاب گفتگویی درباره رابطه علم و دین که حسین نجفی‌زاده آن را به فارسی برگردانده و نشر نقره آن را چاپ کرده، دیدگاه‌های خود را در مورد ارتباط علم و دین بیان می‌کند.
هایزنبرگ در این کتاب بیان می‌کند که: «پس از محاکمه گالیله، این باور در تاریخ تکامل علوم طبیعی شکل گرفت که حقیقت علمی نمی‌تواند با تفسیر مذهبی جهان همخوانی داشته باشد. با این حال، من هرگز نتوانسته‌ام محتوای تفکر مذهبی را که بخشی از مراحل هوشیاری انسان است، نادیده بگیرم. در زندگی‌ام ناگزیر به تأمل درباره رابطه «علم و دین» بوده‌ام، زیرا هرگز نتوانسته‌ام در حقیقت آنچه که این دو جهان فکری به آن اشاره می‌کنند، تردید کنم.»
درک خالق و ارتباط ورنر هایزنبرگ و خدا هم یکی دیگر از مسائلی است که برای بسیاری از افرادی که صحبت‌های او را دنبال می‌کردند مهم بود؛ او در این باره توضیح می دهد که: «موضوع دیگری که باید به آن توجه کنیم این است که ایمان باید چراغ راهنمای ما باشد. منظور من تنها ایمان مسیحی به خدایی که به جهان معنا بخشیده نیست، بلکه ایمان به وظیفه‌مان در این دنیا نیز مدنظر است. به این معنا که من تصمیمی می‌گیرم و تمام وجودم را بر اساس آن بنا می‌کنم و این امر جدا از ایمان به خدا نیست. هیچ‌کس نمی‌داند آینده چه خواهد آورد، اما ما می‌توانیم آغاز کنیم، زیرا به چیزی ایمان داریم و چیزی را می‌خواهیم. ما خواهان احیای دوباره زندگی معنوی هستیم. بنابراین، باید زندگی‌مان را وقف این هدف کنیم.»
جملات ورنر هایزنبرگ
در سال‌های پایانی، هایزنبرگ به تأملات فلسفی درباره علم و پیامدهای آن برای بشریت روی آورد. یکی از بینش‌های معروف فلسفی او این بود: «آنچه مشاهده می‌کنیم، خود طبیعت نیست، بلکه طبیعتی است که در معرض روش پرسشگری ما قرار گرفته است.» این جمله نشان‌دهنده درک عمیق او از مکانیک کوانتومی و تأثیرات آن بر نگرش ما بر واقعیت است. همچنین متن زیر یکی دیگر از جملات ورنر هایزنبرگ است: «در تاریخ، اغلب مشخص شده است که بهترین راه حل یک مسئله، یافتن یک دیدگاه جدید برای نگاه کردن به آن است.»
ورنر هایزنبرگ نمونه‌ای از دانشمندی است که زندگی‌اش در تلاقی علم، سیاست و اخلاق قرار داشت. اصل عدم قطعیت او مسیر فیزیک را تغییر داد و دیدگاه ما را نسبت به جهان متحول کرد. با این حال، نقش او در دوران نازی و پروژه‌ی هسته‌ای آلمان، همچنان موضوع بحث است.
منابع: The Nobel Prize, Britannica
