تمام تلاشهایی که برای سازش دادن مبانی فیزیک نظری با این دانش کردم به شکست کامل منتهی شد آنسان که گویی زمین را زیر پای انسان کشیده اند و دیگر جایی برای ایستادن و ساختن نیست.

* * * * * * * * * * * * * * * *

سخن بالا از آلبرت اینشتین در مورد اصل عدم قطعیت میباشد و جالب آنکه آنرا هنگامی سرداد که از زمان به زیر سئوال رفتن پذیرفته های علمی عصر از بن و ریشه ، به دست خود وی چند سالی نگذشته بود ! از برکت کار او فضای سه بعدی و زمان تک بعدی اینک مختصات نسبی یک گسترده لایتناهی چهار بعدی شده بود. سرعت سیر زمان برای ناظرانی که باسرعت های متفاوت در حرکت بودند متفاوت شده بودند.

سیر زمان در نزدیکی یکی از اجرام آسمانی بزرگ کند شده و در شرایط خاصی کار آن به توقف نیز کشیده بود. تا آن زمان هیچ کس بیش از شخص اینشتین پایه های علم را به لرزه در نیاورده بود و حالا او آلمانی جوان تازه به دوران رسیده ای را می دید که مانند خود وی با حمله جدیدی به فیزیک کلاسیک وارد میدان شده است. آن مرد که با کار خود اساس دانش کلاسیک و اعتماد انسان به تلاشهای خود در راه درک جهان طبیعی را سست کرد که بود؟ آن مرد انسانی چند بعدی و از رهروان پیشگام و دلیل راه کشف جهان هراس انگیز کوانتوم بنام ورنر هایزنبرگ بود که به سبب داشتن رفتاری متناقض مورد درخور بررسی نیز بود.

 هایزنبرگ در پنجم دسامبر سال 1901 در شهر دورزبورگ آلمان از پدری به نام  آگوست و مادری به نام آنا زاده شد. پدر او استاد دانشگاه و متخصص تاریخ امپراتوری بیزانس بود و بدین ترتیب ورنر جوان در یک محیط خانوادگی دانشگاهی در طبقه ای بالاتر از طبقه متوسط جامعه بزرگ شد. او در دوره دانش آموزی آموختن پیانو را آغاز کرد و در سن 13 سالگی  آثار بزرگان موسیقی را با آن نواخت. و تا پایان عمر پیانو زنی عالی باقی ماند. او در دبیرستان حساب دیفرانسیل و انتگرال را بطور خود آموز و پیش از فرارسیدن امتحانات نهایی یاد گرفت. روی توابع بیضوی کار کرد ودر 18 سالگی در انتشار مقاله ای درباره نظریه اعدادتلاش کرد. هایزنبرگ جوان ، پس از جنگ جهانی اول وارد صحنه سیاسی شد در آن زمان پشتیبان جنبش ملی به پرچمداری ارتش بود. در چند نبرد خیابانی علیه گروه های کمونیست شرکت کرد. در دوران دانش آموزی گروهی بنام هایزنبرگ به رهبری وی تشکیل شد که فعالیتهای سیاسی علیه نظام حکومتی کشور پرداختند. علاوه بر فعالیتهای سیاسی به ورزش از جمله اسکی و کوهنوردی نیز می پرداخت. هایزنبرگ شطرنج باز برجسته ای بود شهرت او به دوران کودکی اش برمی گردد معروف است که در کلاس درس در زیر میز و حین تدریس معلم شطرنج بازی می کرده است ؛ و برای فرصت به حریف معمولا ً بدون وزیر بازی می کرد.

هایزنبرگ در سال 1920 وارد دانشگاه مونیخ شد. در آنجا علاوه برتحصیل در رشته فیزیک کتب کلاسیک به خصوص آثار علمی فلاسفه اولیه یونان از افلاطون و ارسطو گرفته تا دیمیقراطیس و تالس را نیز خواند. علاقمندی هایزنبرگ به رابطه بین علوم و فلسفه تا پایان عمر او ادامه داشت. نزدیکترین دوست او در دانشگاه ولفگانگ پاولی بود. هایزنبرگ هنوز دانشجو بود که شواهدی دال بر اعتماد به نفس عظیم از خویش نشان داد. در آن ایام مشکلی به نام پدیده زیمن اسباب زحمت پژوهشگران فیزیک اتمی بود. پدیده مربوط به واکنش توضیح ناپذیر یک اتم  واقع در یک میدان مغناطیسی نسبت به میدان بصورت تقسیم شدن خط طیفی آن به بیش از سه خط مورد انتظار بود. وی در مقاله ای که نخستین اثر علمی او بود مدلی ریاضی برای توضیح آن پدیده ابداع و ارائه کرد. در سال 1922 نیاز بوهر در دانشگاه گوتیگن به سخنرانی در باره نظریه کوانتومی و فیزیک اتمی پرداخت هایزنبرگ در نخستین جلسه سخنرانی بوهر از یکی از اظهارات وی انتقاد کرد که پس از بحثی که بین آن دو صورت گرفت در پایان منجر به آشنایی و همکاری دراز مدت آن دو شد. در سال 1925 هایزنبرگ برای حل مسائل ریاضی ساختار اتم ، ریاضیات خاصی را برای حل آن مسائل ابداع و با آن چهار چوب ریاضی لازم را برای تشریح رفتار اتم شناسایی و پی ریزی کرد که این ریاضیات توسط جبر ماتریسی بورن شناسایی شد.

هایزنبرگ در سال 1926 به دعوت نیلز بوهر در انیستیتوی فیزیک نظری کپنهاگ در سمت دستیاری بوهر به فعالیت مشغول شد. هدف همکاری های هایزنبرگ و بوهر در زمینه فیزیک ، ارائه تصویر کاملتری  از اتم به منظور راه یافتن به یک نظریه جدید بود که درستی اش به روشهای ریاضی قابل اثبات و پاسخگویی کلیه  سئوالات مربوط به خواص و کیفیات  مربوط به اتم در آزمایشگاه شد.

هایزنبرگ در بهار سال 1926 یعنی در زمانی که بیست و پنج سال بیشتر از عمرش نمی گذشت برای نشریه علمی «زایتشریفت فور فیزیک» مقاله ای فرستاد که عنوان آن «گفتار درباره محتوای ادراکی سینماتیک و مکانیک کوانتومی» بود. مقاله بیست و هفت صفحه ای مذکور که از دانمارک برای نشریه فرستاده شده بود حاوی فرمول بندی هایزنبرگ از اصل عدم قطعیت معروف خود بود. اصلی که اثبات آن تضمین کننده مکان او در تاریخ علم شد. اهمیت این اصل از آن روست که مصادیق و پیامدهایی چنان دوررس دارد که نه تنها بر فیزیک ذرات درون اتمی بلکه بر همه دانش بشری اثر می گذلرد. انگیزه اصلی منجر به کشف اصل عدم قطعیت کوششهای نظری بود که برای تعیین دقیق شکل مدارهای الکترون های اتم بعمل می آمد ؛ لازمه نشانه کردن یا تعیین مکان الکترون در حال گردش این بود که ابتدا با وسیله ای مانند یک تابش الکترومغناطیسی کوتاه موج روشن و مرئی شود. روشن شدن الکترون با برخورد فوتون های آن تابش به آن تحقق می یافت که اگر یک فوتون تنها هم به آن برخورد نمی کرد آن برخورد در هر حال مکان واقعی الکترون را تغییر می داد. وضعیت مشابه وضعیت برخورد یک توپ بیلیارد با یک توپ دیگر و از جا کنده شدن توپ هدف بود. دیده میشود که در اینجا خودِ وسیله دیدن یعنی نوری که برای رویت و اندازه گیری موقعیت مکانی الکترون بکار میرود با ایجاد یک خطای سنجش در اندازه گیری آن پارامتر حرکت نتیجه کار را کم دقت میکند. دو کمیت  موقعیت مکانی وممنتم یک ذره ی بنیادی را بطور همزمان نمی توان اندازه گرفت زیرا به فرض که بتوان الکترون را برای انجام سنجش قدری معطل کرد نفس آن عمل سبب میشود که دیگر اندازه گیری ممنتم الکترون نباشد. نکته در خور توجه اینکه حاصلضرب خطاهای اندازه گیری هر زوج این متغییرها همواره مینیمم ثابتی دارد.

در سال 1927 که هایزنبرگ ، بوهر و دیگران هنوز سرگرم بحث درباره تفسیر کپنهاک از نظریه کوانتومی و ارائه آن بودند ؛ هایزنبرگ سمت استادی فیزیک نظری دانشگاه لایپزیگ آلمان را که به او پیشنهاد شده بود پذیرفت و بدین سان در بیست وشش سالگی جوانترین استادکامل دانشگاه در آلمان شد. هایزنبرگ در لایپزیگ با تبدیل انیستیتوی فیزیک دانشگاه به یک مرکز پژوهشی پیشرو در زمینه های فیزیک اتمی و کوانتومی کمک مهمی به ارتقاء جایگاه علمی آن موسسه کرد. از دانشجویان اولیه او در آنجا میتوان رودلف پیرلز ، ادوارد تلر، کارل فریدریش و فن ویتزساکر را نام برد که همه در سالهای بعد در جهان فیزیک به شهرت رسیدند.

در سال 1933 جایزه فیزیک نوبل را بپاس کمک های متعدد هایزنبرگ به پیشرفت مکانیک کوانتومی به وی اعطا کردند. هایزنبرگ در سال 1958 و در سن پنجاه وشش سالگی به مونیخ بازگشت و عهده دار انیستیتوی فیزیک نظری ماکس پلانک شد. او به سخنرانی های خود در مجامع بین المللی نیز ادامه داد اما محتوی سخنان او بیشتر فلسفی بود تا علمی. او در اواسط سال 1973 به سرطان مبتلا و سخت بیمار شد. سرطان وی ابتدا برای مدتی عقب نشینی کرد و حتی بنظر آمد که وی حتی سلامت خود را بازیافته باشد اما دو سال بعد در ژوئیه سال 1975 وضع جسمانی وی به وخامت گرایید و او شش ماه بعد از آن تاریخ در گذشت.

نوشته شده توسط سپهر- آدرس وبلاگ   http://review-of-physics.blogfa.com .