История науки: неопределенность Гейзенберга

Отец квантовой механики или участник нацистского ядерного проекта? Коллаборационист или патриот? О том, определился ли со своими убеждениями великий физик Вернер Гейзенберг, о его противоречивой жизни и научных достижениях в своей ежедневной рубрике «История науки» рассказывает Indicator.Ru.

5 декабря 1901 года родился Вернер Гейзенберг. Как верно отметил советский физик Яков Смородинский, изучавший его труды и биографию, слово «неопределенность» как нельзя лучше описывает судьбу Гейзенберга, как светлые, так и сумрачные периоды его жизни.

Интересоваться физикой Вернер начал еще в школе, по большей части самостоятельно («Я очень интересовался теоремой Ферма и, разумеется, как и все остальные, провел некоторое время в попытках доказать ее», как вспоминал он позже). Увлечение точными науками привело его в Мюнхенский университет, куда он поступил в 1920 году. В этот период ему повезло познакомиться со многими известными математиками и физиками: Фердинандом фон Линдеманом, Давидом Гильбертом, Арнольдом Зоммерфельдом, Максом Борном и Нильсом Бором. Защитив диссертацию и получив степень, он работал под руководством Борна и Бора. К этому же времени относятся его работы по квантовой механике и формулировка принципа неопределенности, который принес Гейзенбергу известность. «Если мы хотим себе уяснить, что следует понимать под словом "положение объекта", например электрона (по отношению к заданной системе отсчета), необходимо указать определенные эксперименты, при помощи которых намереваются определить "положение электрона"; в противном случае это слово не имеет смысла», — описывает он этот принцип в статье 1927 года.

В 1932 году Гейзенбергу присуждают Нобелевскую премию по физике «за создание квантовой механики, приложения которой, в числе прочего, привели к открытию аллотропных форм водорода». Однако после этого наступает самый трудный и противоречивый период его жизни. Новая власть быстро начинает давить на столь, казалось бы, далекий от политики мир науки — притесняет целые категории ученых (евреев и других «неарийцев») и некоторые теории (относительности, квантовую механику). Попытки Гейзенберга и некоторых его коллег остаться вне политики не увенчались успехом: при каждом новом вмешательстве властей перед ними вставал выбор, как реагировать, и единственного правильного решения не существовало. Несмотря на притеснения и обвинения, прослушку и допросы, Гейзенберг не принимает приглашения из-за рубежа и, в отличие от многих других ученых, остается в Германии.

По мере подготовки к войне власти старались принудить (или привлечь) ученых к работе над военными проектами, в том числе над созданием ядерного оружия. Трудно сказать, чем руководствовался Гейзенберг: патриотизмом, симпатией отдельным идеям новой власти, стремлением сохранить немецкую науку или планами саботировать работу, но он принял участие в немецкой ядерной программе.

В 1941 году состоялось одно из самых спорных и широко обсуждаемых событий в жизни Гейзенберга — его визит в Копенгаген и встреча с Нильсом Бором. Собеседники по-разному (мягко говоря) описывали содержание разговора. Гейзенберг утверждал, что он пытался сообщить, что не будет работать для успеха немецкой бомбы. Бор доказывал, что коллега пытался склонить его к участию в проекте.

Несмотря на многочисленные исследования, роль Гейзенберга в немецком ядерном проекте и его провале (к концу войны не было создано ни атомного оружия, ни готового к использованию реактора — здесь первенство у американцев) остается источником споров и предположений.

Однако, если «перенести центр тяжести исторических исследований на развитие науки и не возвращать на "доследование" одни и те же дела», то перед нами остается один из великих физиков: один из «отцов» квантовой механики, автор работ по квантовой электродинамике и квантовой теории поля, обладатель множества наград и премий.

После войны Гейзенберг работал над проектами мирного атома и противодействовал распространению и испытаниям ядерного оружия. Много сил приложил к созданию Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) и продолжению исследований в области теоретической физики.