ヴェルナーハイゼンベルク：伝記、発見、貢献、作品 - 理科 - 2025

ヴェルナーハイゼンベルク（1901〜1976）は、不確実性の原理を作成することに加えて、行列の観点から量子力学を公式化することに成功した人物として知られているドイツの物理学者および哲学者でした。これらの発見のおかげで、彼は1932年にノーベル物理学賞をなんとか獲得した。

さらに、彼は他の研究の中でも、乱流流体の流体力学、原子核、強磁性、宇宙線、亜原子粒子の理論への貢献に貢献しました。

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彼は第二次世界大戦中にナチスドイツの核兵器プロジェクトに介入する科学者の一人でした。戦争が終わると、カイザーウィルヘルム物理研究所の所長に任命されました。

機関がミュンヘンに移転するまで彼はディレクターを務め、そこでミュンヘンは拡大し、マックスプランク物理学および天体物理学研究所に改名されました。

ハイゼンベルクは、ドイツ研究評議会、原子物理学委員会、核物理ワーキンググループの会長、およびアレクサンダーフォンフンボルト財団の会長を務めました。

バイオグラフィー

初期の年と研究

ヴェルナーカールハイゼンベルクは1901年12月5日にドイツのヴュルツブルクで生まれました。彼は、大学システムでドイツで唯一の中世および現代のギリシャ語の研究教師となった古典言語の高校教師、カスパーエルンストアウグストハイゼンベルクの息子でした。彼の母親はアニー・ウェックレインという女性でした。

1920年から1923年にかけて、ミュンヘンのルートヴィヒマクシミリアン大学とゲッティンゲンのゲオルクアウグスト大学で物理学と数学の研究を始めました。

教授であり物理学者でもあるアーノルド・ソマーフェルトは、彼の最高の学生を観察し、ハイゼンベルクがデーン・ニールス・ボーアの解剖学的物理学の理論に興味を持っていることを知っていました。教授は彼を1922年6月のボーア祭に連れて行きました。

最後に、1923年に彼はゾンマーフェルトの下でミュンヘンで博士号を取得し、翌年には彼のハビリテーションを完了しました。

ハイゼンベルクの博士論文の主題は、ゾンマーフェルト自身によって提案されました。彼は、圧力と流速の突然の変化によって特徴付けられる流体の動きのパターンとして見られる乱流の考えに対処しようとしました。

より具体的には、ハイゼンベルクはいくつかの特定の方程式を使用して安定性の問題に取り組みました。彼の青年の間、彼はドイツのスカウト協会のメンバーであり、ドイツの青年運動の一部でした。

彼のキャリアの始まり

1924年から1927年の間に、ハイゼンベルクはゲッティンゲンで私立大学（称号の大学教授）として知られていました。

1924年9月17日から翌年の5月1日まで、ロックフェラー国際教育委員会からの助成金のおかげで、デンマークの物理学者Niels Bohrと共同で研究を行いました。

1925年、6か月にわたって量子力学の定式化を開発しました。ドイツの物理学者マックス・ボルンとパスクアル・ジョーダンを伴った、かなり完全な数学的実装。

コペンハーゲンにいる間、1927年にハイゼンベルクは、量子力学の数学的基礎に取り組みながら、不確実性の原理を開発することに成功しました。

研究を終えた2月23日、彼はオーストリアの物理学者ヴォルフガングパウリに手紙を書きました。その中で、彼はそのような原理を初めて説明しました。

その後、1928年にライプツィヒで出版された記事を提供し、パウリの排除原理を使用して強磁性の謎を解きました。同じ方向と感覚で磁気配列を生成する物理現象。

1929年の初めに、ハイゼンベルクとパウリは、相対論的場の量子論の基礎を築くのに役立つ2つの論文を発表しました。

ノーベル賞

ヴェルナーハイゼンベルクは、同僚と一緒に量子場理論を作成するための研究プログラムを開発しただけでなく、1932年に中性子が発見された後、原子核の理論に取り組むこともできました。

このようなプロジェクトで、彼は後に強力な力として知られるようになった初期の説明で陽子-中性子相互作用モデルの開発に成功しました。

1928年に、アルバートアインシュタインは、ノーベル物理学賞にヴェルナーハイゼンベルク、マックスボルン、パスクアルジョーダンを指名しました。1932年の賞の発表は1933年11月まで延期されました。

ハイゼンベルクが1932年の量子力学の創設賞を受賞したことが発表されたのはこのときでした。ハイゼンベルクの貢献から、水素の同素形が発見されました。つまり、単純な物質の異なる原子構造です。

ナチ攻撃

彼は1933年にノーベル平和賞を受賞した同じ年に、彼はナチ党の台頭を見ました。ナチスの政策は「非アーリア人」を排除した。これは、生まれ、アインシュタイン、ライプツィヒの他のハイゼンベルク同僚を含む多くの教授の解任を意味した。

そのような行動に対するハイゼンベルグの反応は穏やかであり、ナチス政権は短命になるだろうと考えていたため、抗議行動から遠ざかっていた。ハイゼンベルクはすぐに簡単な標的になりました。

過激なナチスの物理学者のグループは、「ユダヤ人の物理学」ではなく「アーリア人の物理学」のアイデアを推進しました。これは相対性理論と量子論の理論に関連したものです。実際、ハイゼンベルグはナチスのマスコミから激しい攻撃を受け、「白いユダヤ人」と呼ばれていました。

ゾンマーフェルトは、ハイゼンベルクをミュンヘン大学の授業の後継者にすることを検討していた。しかし、ナチス運動からの反対により彼の任命への入札は失敗した。ハイゼンベルクはナチスの恣意的な決定の後、苦い味に取り残されていました。

第二次世界大戦におけるハイゼンベルク

1939年9月1日、第二次世界大戦が始まったのと同じ日にドイツの核兵器計画が結成されました。いくつかの会議の後、ハイゼンベルクは含まれ、マネージングディレクターとして配置されました。

1942年2月26日から28日まで、ハイゼンベルクは核分裂からのエネルギーの獲得についてライヒ当局に科学的な講義をしました。

さらに、彼はこのタイプのエネルギーが提供する巨大なエネルギーポテンシャルについて説明しました。彼は、2億5000万ボルトの電子が原子核の分裂を通じて放出される可能性があると主張し、彼らは研究に着手した。

核分裂の発見はドイツの注目を集めました。しかし、ハイゼンベルクの研究グループは、原子炉や原子爆弾の製造に失敗しました。

いくつかの参考文献は、ハイゼンベルクを無能であると提示しています。反対に、遅れは故意であったか、または努力が妨害されたと示唆した人もいます。明らかだったのは、調査のさまざまな時点で重大なエラーがあったことです。

さまざまな参考文献によると、ドイツ語から英語への筆記録は、ハイゼンベルクと他の同僚の両方が、連合国が第二次世界大戦で勝利したことを喜んでいたことを明らかにしています。

戦後の年と死

最後に1946年に、彼はカイザーヴィルヘルム研究所での地位を再開しました。戦後、ハイゼンベルクは、西ドイツにおけるドイツ科学の管理者およびスポークスパーソンとしての役割を引き受け、政治的立場を維持しました。

1949年、彼はドイツの科学を国際的に推進する目的でドイツ研究評議会の初代大統領になりました。

その後、1953年に彼はフンボルト財団の創設会長になりました。ドイツで研究を行うために外国の学者に奨学金を授与した政府出資の組織。

1960年代後半、ハイゼンベルクは自伝を書きました。この本はドイツで出版され、数年後に英語に翻訳され、その後他の言語に翻訳されました。

1976年2月1日、ハイゼンベルクは腎臓および胆嚢癌で死亡した。翌日、彼の同僚は物理研究所から彼の家まで散歩し、伝説の科学者に彼らの敬意を払うために正面玄関にろうそくを置いた。

発見と貢献

マトリックス力学

量子力学の最初のモデルは、Albert Einstein、Niels Bohr、および他の主要な科学者によって確立されました。その後、若い物理学者のグループは、はるかに正確な言語を使用して、直感ではなく実験に基づいて、古典的な理論に反して詳述しました。

1925年に、ハイゼンベルクは量子力学の最も完全な数学的公式の1つを作った最初の人でした。ハイゼンベルグの考えは、この方程式によって、水素スペクトルのさまざまなバンドの光子の強度を予測できるというものでした。

この定式化は、どのシステムもマトリックス理論に従って観測と科学的測定で記述および測定できるという事実に基づいています。この意味で、行列は現象からのデータを関連付ける数式です。

不確実性の原則

確定は確率に置き換えられるため、量子物理学はしばしば混乱します。たとえば、粒子はある場所または別の場所に存在することもあれば、両方に同時に存在することもあります。その場所は確率によってのみ推定できます。

この量子混乱は、ハイゼンベルグの不確定性原理のおかげで説明できます。1927年、ドイツの物理学者は粒子の位置と運動を測定することによって彼の原理を説明しました。たとえば、オブジェクトの運動量は、その質量に速度を掛けたものです。

この事実を考えると、不確実性の原理は、粒子の位置と動きが絶対的に確実にわかることはないことを示しています。ハイゼンベルクは、彼の理論を使用しても、粒子の位置と運動量を知ることができる程度には限界があると主張しました。

ハイゼンベルクの場合、位置を非常に正確に把握していると、その運動量について限られた情報しか得られません。

中性子陽子モデル

陽子-電子モデルは特定の問題を提示しました。原子核が陽子と中性子で構成されていることは認められましたが、中性子の性質は明確ではありませんでした。

中性子が発見された後、ヴェルナーハイゼンベルクとソビエトウクライナの物理学者ドミトリイヴァネンコは、1932年に核の陽子および中性子モデルを提案しました。

ハイゼンベルグの論文は、量子力学を通じて核内の陽子と中性子の詳細な説明を扱っています。また、中性子および陽子以外の核電子の存在も想定しています。

より具体的には、彼は中性子は陽子-電子化合物であると仮定しましたが、量子力学的な説明はありません。

中性子陽子モデルは多くの問題を解決し、特定の質問に答えましたが、電子が核からどのように放出されるかを説明する上で問題を証明しました。それでも、これらの発見のおかげで、原子のイメージが変化し、原子物理学の発見が大幅に加速しました。

遊び

量子論の物理的原理

量子論の物理的原理は、Werner Heisenbergによって書かれた本で、1930年にシカゴ大学のおかげで最初に出版されました。その後、1949年に、新しいバージョンが復刻して成功しました。

ドイツの物理学者がこの本を書いたのは、量子力学を簡単な方法で議論することを意図しており、この科学をすばやく理解するための専門用語はほとんどありません。

この本は重要な公式の参考文献や情報源で1,200回以上引用されています。作品の構造は基本的に、量子論とその不確実性の原理に関する迅速で簡単な議論に基づいています。

物理学と哲学

物理学と哲学は、1958年にヴェルナーハイゼンベルクによって簡潔に記述された独創的な作品で構成されました。この作品では、ハイゼンベルクは彼の傑出した記事と貢献に基づいて現代物理学における革命の出来事を説明します。

ハイゼンベルクは、彼の科学的キャリアを通じて物理学に関する無数の講義や講演を行ったことを特徴としています。この意味で、この作品はドイツの科学者の発見に関連するすべての話、つまり不確実性の原理と原子モデルをまとめたものです。

物理学とそれ以降

Physics and Beyondは、1969年にWerner Heisenbergによって書かれた本で、彼の経験から原子探査と量子力学の歴史を物語っています。

この本は、ハイゼンベルクと当時の他の同僚との間のさまざまな科学的主題に関する討論の会話を取ります。このテキストには、アルバートアインシュタインとの会話が含まれています。

ハイゼンベルクの意図は、読者がNiels BohrやMax Planckなどの認められたさまざまな物理学者に直接耳を傾け、物理学についてだけでなく、哲学や政治に関連する他のトピックについても話をする経験を持つことができるようにすることでした。したがって、本のタイトル。

さらに、この作品は、量子物理学の出現と彼らが住んでいた環境の説明を、時間の特徴である景観と自然の中での教育の詳細な説明とともに詳述しています。

参考文献

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2. Weiner Heisenberg、有名な科学者ポータル（nd）。knownscientists.orgから取得
3. Werner Karl Heisenberg、スコットランドのセントアンドリュースポータル大学（nd）。groups.dcs.st-and.ac.ukから取得
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5. Geoff Brumfiel（2012）、測定のすべてが量子不確実性ではない。nature.comから取得