من هو فيرنر هايزنبرغ؟

من هو فيرنر هايزنبرغ؟

هو أستاذ، وعالم فيزياء، وفيلسوف ألماني من رواد القرن العشرين.

وهو فيرنر كارل هايزنبرغ، وهو أستاذ وعالم فيزيائي ألماني الأصل، برز في مجال الفيزياء النظرية والذرية، فعمل على نظرية الكم التي تضمنت ميكانيكا المصفوفة ومبدأ عدم اليقين الذي اشتهر به، بالإضافة إلى مجال الفيزياء النووية، وحاز على جائزة نوبل عام 1932م تكريمًا لجهوده، وقد كرس جزءًا كبيرًا من حياته في التدريس في جامعات مهمة.^[١][٢][٣]

مولد فيرنر هايزنبرغ

وُلد فيرنر هايزنبرغ في مدينة فورتسبورغ في ألمانيا، في تاريخ 5-12-1901م، وكان والده أوغست هايزنبرغ مُدرسًا في مدرسة ثانوية كلاسيكية، ثم باحثًا في فقه وأدب اللغة اليونانية القديمة، ومُحاضرًا لفلسفة اللغة اليونانية في جامعة فورتسبورغ، أما والدته فتُدعى آنا ويكلين.^[٣]

تعليم فيرنر هايزنبرغ

التحق فيرنر بجامعة ميونخ، إذ تتلمذ على يد الخبير الذرّي والرائد في فيزياء الكم، أرنولد سومرفيلد، وقد أكمل فيرنر دراساته العليا في جامعة غوتينغن، وأشرف عليه الأستاذ والرياضياتي ماكس بورن، ونال شهادة الدكتوراه بتقديمه أطروحة حول الديناميكا المائية في عام 1923م، وأظهر فيرنر مواهبه ومهاراته في فيزياء الكم، إذ عمل من بعدها مع الفيزيائي نيلز بور في كوبنهاغن في عام 1926م، عاد فيرنر إلى ألمانيا، وبدأ مهنة التدريس في استلامه منصب أستاذ للفيزياء في جامعة لايبزيغ، وإلى ذلك تطوير فيرنر لشكليات عُرفت باسم ميكانيكا المصفوفة، والتي شكلت أساسًا لميكانيكا الكم، وتبعها مبدأ عدم اليقين الذي اشتهر به.

إضافةً لكونه فيزيائيًا متميزًا، برز فيرنر أيضًا في كونه رجلًا سياسيًا، فقد كان مؤمنًا بواجب الدفاع عن بلاده، لذلك لبى نداء استدعائه من قبل بلده عند اندلاع الحرب العالمية الثانية، وتوجه إلى برلين، وترأس الرنامج النووي الألماني، الذي من خلاله واصل عمله في المحاولات حول تطوير قنبلة ذرية ألمانية، لكن كلها باءت بالفشل، وبعد انتهاء الحرب تم تعيينه مديرًا لمعهد ماكس بلانك للفيزياء، الذي أعاد تنظيمه مع مجموعة من الزملاء.^[٤][٥][٢]

مساهمات هايزنبرغ في الفيزياء الحديثة

مجال فيزياء الكم

اشتهر هايزنبرغ بنظريته في ميكانيكا الكم، والتي نُشرت في عام 1925م، وصاغها من معادلات المصفوفة، ومن خلال الاعتماد عليها وعلى تطبيقاتها، اكتشف فيرنر الأشكال المتآصلة للهيدروجين، وعالج مشكلة شدة طيف الإلكترون المأخوذ كذبذبة غير متناسقة ضمن نظام اهتزاز أحادي البعد، وقد استندت نظريته على ما يمكن ملاحظته من الإشعاع المنبعث من الذرة، مشيرًا إلى عدم إمكانية تخصيص موقع للإلكترون في الفضاء في وقت معين أو متابعته في مداره، وذلك نتيجة نفي افتراض وجود المدارات الكوكبية التي افترضها العالم نيلز بور.

وقد أضاف فيرنر أنه يجب تمثيل الكميات الميكانيكية المتمثلة بالموضع والسرعة والكميات الأخرى المماثلة، من خلال الهياكل الرياضية المجردة المسماة المصفوفات وليس بالأرقام العادية، مؤكدًا بذلك بأن النظرية يجب أن تستند فقط على الكميات التي يمكن ملاحظتها مركزيًا، وقد حصل على جائزة نوبل للفيزياء في عام 1932، تكريمًا لمساهمته في فيزياء الكم، كما قدّم بمساعدة الفيزيائيين بورن وجوردان ورقة البحث التي تدور حول الموجة المادية في مجال فيزياء الكم والتي حملت اسم (Zur Quantenmechanik)، وقد اعتبرت بدورها الوثيقة التأسيسية لميكانيكا الكم الجديدة.^[٣][٥][٦]

مبدأ الشك وعدم اليقين

صاغ هايزنبرغ المبدأ الشهير الذي عُرف بعدم اليقين أو الشك، والذي بنى عليه فلسفته الخاصة، وينص بدوره على وجود أخطاء في القياس البشري تنتج خلال تحديد موضع وزخم الجسيم المتحرك، ولا يُمكن أن تكون هذه الأخطاء أقل من الثابت الكمي، ولا يُمكن تجاهل هذه الأخطاء والمُتغيرات في دراسات الذرة حتى إن أهملت في بالمقياس البشري، ويعد هذا المبدأ من أكثر المبادئ أثرًا في تاريخ العلم، وهو فكرة أساسية في ميكانيكا الكم؛ إذ ينص على أننا لا نستطيع أن نعرف موقف وسرعة الجسيم بالتحديد.^[٦][٤]

دراسة تفاعلات الجسيمات دون الذرية ومجالات القوة

عمل هايزنبرغ على برنامج بحث يهدف لإنشاء نظريات مجال كمي، وتوحيد ميكانيكا الكم مع نظرية النسبية؛ لفهم تفاعل الجسيمات ومجالات القوة، كما عمل على نظرية النواة الذرية بعد اكتشاف جسيم النيوترون عام 1932م، وطوّر نموذجًا للتفاعل النيوتروني والبروتوني مُبكرًا، وفي أواخر ثلاثينات القرن العشرين، كان تركيزه ينصب على الطاقة العالية للأشعة الكونية فاقترح نظرية زخات الانفجار، التي هي عكس نظرية الشلال، والتي يتم من خلالها إنتاج جسيمات عديدة خلال عملية واحدة، كما رأى في ظواهر الأشعة الكونية دليل على فكرته التي تدور حول الحد الأدنى للطول لمجال ميكانيكا الكم، وبعد انتهاء الحرب، واصل بحثه حول النظرية الشاملة للمجال الكمي بالاعتماد على منهج مصفوفة التشتت، الذي قدم في عام 1942م، وفي عام 1985م اقترح نظرية المجال الموحد والتي أشار إلى أنها نهج يقوم على التناظر لانتشار الجسيمات، ولم يحظَ بدعم فيزيائي واسع، خاصة في ظل ظهور نموذج الكوارك.^[٦][٣][٤]

الأبحاث النووية

تجدر الإشارة إلى دور هايزنبرغ الرائد في الأبحاث النووية التي كانت تُجرى في ألمانيا، إذ فشلت مجموعة البحث خاصته في إنتاج مفاعل للقنبلة النووية، لذلك تم اعتبار دوره بأنه مثير للجدل، خاصةً في ظل نجاح مشروع مانهاتن الذي أجري في الولايات المتحدة، وأشارت محادثات هايزنبرغ مع الفيزيائيين الآخرين الذين اعتُقلوا معه في إنجلترا بعد قصف مدينة هيروشيما اليابانية، أنه لم يكن على اطلاع ببعض المبادئ الأساسية لتصميم القنبلة مثل الكلتة الحرجة التقريبية على سبيل المثال.^[٥][٣][٤]

التكريمات التي حصل عليها هايزنبرغ

كُرم فيرنر هايزنبيرغ بالعديد من الجوائز والمناصب، ومنها الآتية:^[٦]

• حصل على درجة الدكتوراه الفخرية من العديد من الجامعات، منها: جامعة بروكسيلس، وجامعة كارلشور، وبودابيست.
• حصل على وسام الاستحقاق من بافاريا.
• حصل على وسام الصليب الأكبر للخدمات الفيدرالية مع ستار، في ألمانيا.
• حصل على الزمالة من الجمعية الملكية في لندن، ووسام فارس من رتبة الاستحقاق لفئة السلام.
• حصل على عضوية من العديد من أكاديميات العلوم في غوتنغن، وساكسونيا، وبروسيا، والسويد، وإسبانيا وهولندا وروما، إضافةً لعضوية الأكاديمية الألمانية دير ناتورفورشر ليوبولدينا، وأكاديميا دي لينسي، والأكاديمية الأمريكية للعلوم.
• حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1932م.
• شغل منصب رئيس لمجلس البحوث الألماني (Deutsche Forschungsrat) بين عامي 1949-1951.
• شغل منصب رئيس مؤسسة ألكسندر فون هومبولت عام 1953.

وفاة فيرنر هايزنبرغ

توي هايزنبرغ في مدينة ميونخ في ألمانيا، في تاريخ 1-2-1976م، وكان يبلغ من العمر 74 عامًا.^[٣]