Вернер Хайзенберг – докосналият квантовия свят

В тениса хилката е обърната към топчето, но е трудно да се предскаже дали ще го удари, а още по-малко – къде ще е точката на удара. Така може да се опише принципът на неопределеността, открит от германския физик Вернер Хайзенберг. Той е свързан с квантовата механика, а ако не знаете какво е това, погледнете го така – ако физиката е острието на съвременната наука, квантовата механика е диамантеното му покритие.

Айнщайн разбива големия мит, че физиката на Нютон е краят на физиката. През 1901 Макс Планк въвежда понятието „квант” - отделна малка порция енергия. Според квантовата механика, електронът никога не е на определено място, а и тук, и там в един енергиен „облак”, който не се дели на по-малки порции или кванти. Също - електронът минава през два процепа едновременно. И - нищото всъщност е поле от нищо, сред което, като картофи на нивата, се появяват и изчезват елементарни частици.

Приносът на Хайзенберг за избистряне на тази каша е, че той подхожда към нея като използва само наблюдаеми величини, въвежда незаменяемите матрици и формулира принципа на неопределеността.

Както цялата квантова механика този принцип се отнася до елементарните частици, които създават съвсем неелементарни главоболия на физиците. Ако приемем частицата за футболна топка, която се движи почти със скоростта на светлината, Хайзенберг доказва, че можем да измерим къде се намира топката, на не и нейния импулс. И обратно. Вина за това има и наблюдателят - със самото наблюдение той влияе на резултата и го прави неопределен.

Айнщайн изпитва вътрешна съпротива срещу принципа на Хайзенберг и му посвещава прочутата си реплика - „Бог не играе на зарове”. Но – играе, развитието на тази наука доказва, че тя е много точна, макар основана изцяло на статистически прогнози.

Вернер Хайзенберг е роден през 1901 във Вюрцбург, Германия. Учи точни науки в Мюнхен и Гьотинген и е типичен представител на породата „теоретичен физик”. При защита на докторската дисертация случайно го питат как работи обикновената батерия, но той не знае. Въпреки това, на 23 години прави приноса си за квантовата механика, а на 30 получава и Нобеловата награда. Междувременно се жени и има близнаци. Те са повод Волфганг Паули да го поздрави с „двойното сътворение” - алюзия за раждането на елементарните частици, които са винаги в двойката „частица-античастица”.

Хайзенберг е и силно религиозен човек. Той е лутеран и, за ужас на мнозина, които не си представят как се съчетават здрави научни принципи с религиозна вяра, произнася знаменитата си фраза: „Първите глътки от науката те правят атеист, но на дъното на чашата те очаква Бог”.

Най-драматичните епизоди в живота на Хайзенберг са по времето на нацизма. Той е разследван от Гестапо след като във вестника на СС излиза статия, в която е наречен „бял евреин”. Така нацистите наричат германците, които се държат или говорят като евреи, приятели са с евреи, помагат на евреи. Те гледат с подозрение и на самата теоретична физика, смятат я за плод на еврейски заговор, за разлика от практическата физика, която е съвсем „германска”.

С мека съпротива Хайзенберг устоява на този сблъсък. Дори сам Химлер пише на групенфюрер Хайдрих: „Не можем да си позволим да загубим Хайзенберг, защото той е полезен за обучението на поколения нови германски учени”.

През войната Вернер Хайзенберг наистина продължава преподавателската си работа и участва в различни военни програми, включително създаването на ядрен реактор. Да, той и колегите му не разработват атомна бомба, защото лично Хайзенберг убеждава властта, че, заради трудностите на този етап тя е безперспективна.

Великият физик Вернер Хайзенберг умира на 75 години от рак. Подозирам, че би ни изпратил от отвъдното повече информация за квантовите събития там, но откритият от него принцип не му позволява да го стори. Може би.