Вернер Гейзенберг

Вернер Гейзенберг
Гейзенберг в 1933 году
Родился	Вернер Карл Гейзенберг (1901-12-05)5 декабря 1901 г. Вюрцбург , Бавария , Германская империя
Умер	1 февраля 1976 г. (1976-02-01)(74 года) Мюнхен , Бавария, Западная Германия
Место отдыха	Мюнхен Вальдфридхоф
Альма-матер	Мюнхенский университет Геттингенский университет
Известен	Принцип неопределенности Копенгагенская интерпретация Гейзенберг вырезал Путь Гейзенберга к матричной механике Ферромагнетик Гейзенберга Группа Гейзенберга Предел Гейзенберга Микроскоп Гейзенберга Модель Гейзенберга (классическая) Модель Гейзенберга (квантовая) Картинка Гейзенберга Уравнения Гейзенберга – Ланжевена Лагранжиан Эйлера-Гейзенберга Формула Крамерса-Гейзенберга Изоспин Матричная механика Модель начальной загрузки C * -алгебра Обменная сила Обменное взаимодействие Электронная дырочная теория Проблема Мотта Квантовая флуктуация Квантовое пространство-время Резонанс (химия) S-матрица Теория S-матрицы Протонно-нейтронная модель ядра. Поляризация вакуума Коллапс волновой функции Уранпроект
Супруг (а)	Элизабет Шумахер ​ ​ ( М.  1937 )
Дети	7 (включая Йохена и Мартина )
Награды	Медаль Маттеуччи (1929 г.) Медаль Барнарда за заслуги перед наукой (1930) Нобелевская премия по физике (1932 г.) Медаль Макса Планка (1933) Иностранный член Королевского общества (1955) [1] Иностранный сотрудник Национальной академии наук (1961)
Научная карьера
Поля	Теоретическая физика
Учреждения	Геттингенский университет Копенгагенский университет Лейпцигский университет Берлинский университет Мюнхенский университет
Тезис	Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmen (Об устойчивости и турбулентности потоков жидкости)  (1923)
Докторант	Арнольд Зоммерфельд
Другие научные консультанты	Нильс Бор Макс Борн
Докторанты	Феликс Блох Эдвард Теллер Рудольф Э. Пайерлс Рейнхард Оэме Фридвардт Винтерберг Питер Миттельштадт Erban ieica Иван Супек Эрих Багге Герман Артур Ян Хаймо Дольч Ганс Генрих Эйлер Эдвин Гора Бернхард Кокель Арнольд Зигерт Ван Фо-сан Карл Отт Бэри Ф. Малик
Другие известные студенты	Уильям Вермиллион Хьюстон Гвидо Бек Уго Фано Этторе Майорана Герберт Вагнер
Под влиянием	Роберт Дёпель Карл Фридрих фон Вайцзеккер
Подпись

Вернер Карл Гейзенберг ( / ч aɪ г ən б ɜːr ɡ / ; ^[2] Немецкий произношение: [vɛɐ̯nɐ haɪzn̩ˌbɛɐ̯k] ( слушать ) ; 5 декабря 1901 - 1 февраля 1976) ^[3] был немецкий физик - теоретик и один из ключевых пионеры квантовой механики . Он опубликовал свою работу в 1925 году в революционной газете . В следующей серии статей с Максом Борном и Паскуалем Джорданом в том же году эта матричная формулировкаквантовой механики. Он известен принципом неопределенности , который он опубликовал в 1927 году. Гейзенберг был удостоен Нобелевской премии по физике 1932 года «за создание квантовой механики». ^{[4] [а]}

Гейзенберга также вносит важный вклад в теории гидродинамики в турбулентных потоках , в атомном ядре , ферромагнетизм , космических лучей и элементарных частиц . Во время Второй мировой войны он был ведущим ученым в германской программе создания ядерного оружия . Он также сыграл важную роль в проектировании первого западногерманского ядерного реактора в Карлсруэ вместе с исследовательским реактором в Мюнхене в 1957 году.

После Второй мировой войны он был назначен директором Физического института кайзера Вильгельма , который вскоре был переименован в Физический институт Макса Планка . Он был директором института, пока он не был переведен в Мюнхен в 1958 году. Затем с 1960 по 1970 год он стал директором Института физики и астрофизики Макса Планка .

Гейзенберг был также президентом исследовательского совета Германии , ^[5] Председатель Комиссии по атомной физике, председатель Рабочей группы по ядерной физике, и президент Фонда Александра фон Гумбольдта . ^[1]

Ранняя жизнь и учеба

Ранние годы

Вернер Карл Гейзенберг родился в Вюрцбурге , Германия, чтобы Каспар Эрнстом Августом Гейзенберга  [ де ] , ^[6] средняя школа учитель классических языков , которые стали в Германии только ordentlicher профессор (профессор ординарным) средневековых и современных греческих исследований в университетской системе, и его жена Энни Векляйн. ^[7]

Гейзенберг вырос и жил как лютеранский христианин. ^[8] Его автобиография начинается с того, что молодой Гейзенберг в поздние подростковые годы читал « Тимей» Платона во время похода в Баварские Альпы. Гейзенберг рассказал о философских беседах со своими однокурсниками и учителями о понимании атома во время обучения в Мюнхене, Геттингене и Копенгагене. ^[9] Гейзенберг позже скажет, что «Мое сознание сформировалось в результате изучения философии, Платона и тому подобного». ^[10]и что «современная физика определенно решила в пользу Платона. На самом деле мельчайшие единицы материи не являются физическими объектами в обычном смысле; они представляют собой формы, идеи, которые могут быть однозначно выражены только на математическом языке». ^[11]

Гейзенберг прибыл в Мюнхен в 1919 году в качестве члена Freikorps для борьбы с Баварской Советской республикой, созданной годом ранее. Пять десятилетий спустя он вспоминал те дни как юношеские забавы, вроде «игры в полицейских, грабителей и так далее; в этом не было ничего серьезного». ^[12]

Абилитация

Он изучал физику и математику с 1920 по 1923 год в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана и Геттингенском университете имени Георга-Августа . В Мюнхене он учился у Арнольда Зоммерфельда и Вильгельма Вина . В Геттингене он изучал физику у Макса Борна и Джеймса Франка и математику у Дэвида Гильберта . Он получил докторскую степень в 1923 году в Мюнхене при Зоммерфельде. В Геттингене, при Борне, он завершил свою абилитацию в 1924 году, получив хабилитационную диссертацию по аномальному эффекту Зеемана . ^{[13] [3] [14] [15]}

Поскольку Зоммерфельд искренне интересовался своими учениками и знал об интересе Гейзенберга к теориям Нильса Бора по атомной физике , Зоммерфельд взял Гейзенберга в Геттинген, чтобы присутствовать на фестивале Бора в июне 1922 года. На этом мероприятии Бор был приглашенным лектором и выступил с докладом. цикл всеобъемлющих лекций по квантовой атомной физике. Там Гейзенберг впервые встретил Бора, и это оказало на него значительное и продолжающееся влияние. ^{[16] [17] [18]}

Докторская диссертация Гейзенберга , тема которой была предложена Зоммерфельдом, касалась турбулентности ; ^[19] в диссертации обсуждалась как устойчивость ламинарного течения, так и природа турбулентного течения . Проблема устойчивости исследовалась с помощью уравнения Орра – Зоммерфельда , линейного дифференциального уравнения четвертого порядка для малых возмущений от ламинарного потока. Он ненадолго вернулся к этой теме после Второй мировой войны. ^[20]

В юности он был членом и лидером скаутов Neupfadfinder , немецкой скаутской ассоциации и частью Немецкого молодежного движения . ^{[21] [22] [23]} В августе 1923 года Роберт Хонселл и Гейзенберг организовали поездку в Финляндию с группой скаутов этой ассоциации из Мюнхена. ^[24]

Личная жизнь

Гейзенберг любил классическую музыку и был опытным пианистом. ^[3] Его интерес к музыке привел к встрече с будущей женой. В январе 1937 года Гейзенберг познакомился с Элизабет Шумахер (1914–1998) на частном музыкальном концерте. Элизабет была дочерью известного берлинского профессора экономики, а ее братом был экономист Э. Ф. Шумахер , автор книги « Маленькое - это прекрасно» . Гейзенберг женился на ней 29 апреля. Близнецы Мария и Вольфганг родились в январе 1938 года, после чего Вольфганг Паули поздравил Гейзенберга с его «созданием пары» - игрой слов о процессе из физики элементарных частиц - рождении пар . За следующие 12 лет у них родилось еще пятеро детей: Барбара, Кристина,Йохен , Мартин и Верена. ^{[25] [26]} В 1936 году он купил летний дом для своей семьи в Урфельд-ам-Вальхензее , на юге Германии.

Академическая карьера

Геттинген, Копенгаген и Лейпциг

С 1924 по 1927 год Гейзенберг был приват-доцентом в Геттингене , что означало, что он имел право преподавать и изучать самостоятельно, без кафедры. С 17 сентября 1924 года по 1 мая 1925 года в рамках стипендии Фонда Рокфеллера Международного совета по образованию Гейзенберг отправился проводить исследования с Нильсом Бором , директором Института теоретической физики Копенгагенского университета . Его основополагающая статья « Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und Mechanischer Beziehungen » («Квантовая теоретическая переинтерпретация кинематических и механических отношений») была опубликована в сентябре 1925 года. ^[27] Он вернулся в Геттинген и вместе с Максом Борноми Паскуаль Джордан в течение примерно шести месяцев разработали формулировку матричной механики квантовой механики . 1 мая 1926 года Гейзенберг начал свое назначение в качестве преподавателя университета и помощника Бора в Копенгагене. Именно в Копенгагене в 1927 году Гейзенберг разработал свой принцип неопределенности , работая над математическими основами квантовой механики. 23 февраля Гейзенберг написал письмо своему коллеге-физику Вольфгангу Паули , в котором впервые описал свой новый принцип. ^[28] В своей статье о принципе ^[29] Гейзенберг использовал слово « Ungenauigkeit » (неточность), а не неопределенность, чтобы описать это.^{[3] [30] [31]}

В 1927 году Гейзенберг был назначен ординарным профессором (ординарным профессором) теоретической физики и заведующим кафедрой физики в Лейпцигском университете ; он прочитал там свою инаугурационную лекцию 1 февраля 1928 года. В своей первой статье, опубликованной в Лейпциге ^[32], Гейзенберг использовал принцип исключения Паули, чтобы раскрыть тайну ферромагнетизма . ^{[3] [14] [30] [33]}

Во время пребывания Гейзенберга в Лейпциге высокое качество докторантов, аспирантов и научных сотрудников, которые учились и работали с ним, очевидно из признания, полученного многими позже. В разное время в их число входили Эрих Багге , Феликс Блох , Уго Фано , Зигфрид Флюгге , Уильям Вермиллион Хьюстон , Фридрих Хунд , Роберт С. Малликен , Рудольф Пайерлс , Джордж Плачек , Исидор Исаак Раби , Фриц Заутер , Джон С. Слейтер , Эдвард Теллер , Джон Хасбрук ван Флек, Виктор Фредерик Вайскопф , Карл Фридрих фон Вайцзеккер , Грегор Вентцель и Кларенс Зенер . ^[34]

В начале 1929 года Гейзенберг и Паули представили первую из двух статей, закладывающих основу релятивистской квантовой теории поля . ^[35] Также в 1929 году Гейзенберг отправился в турне с лекциями по Китаю, Японии, Индии и США. ^{[30] [34]} Весной 1929 года он был приглашенным лектором в Чикагском университете , где читал лекции по квантовой механике. ^[36]

В 1928 году британский физик-математик Поль Дирак вывел свое релятивистское волновое уравнение квантовой механики, которое подразумевало существование положительных электронов, позже названных позитронами . В 1932 году американский физик Карл Дэвид Андерсон по фотографии космических лучей , сделанной камерой Вильсона, определил, что след был создан позитроном . В середине 1933 года Гейзенберг представил свою теорию позитрона. Его размышления о теории Дирака и дальнейшее развитие теории изложены в двух статьях. Первое, «Bemerkungen zur Diracschen Theorie des Positrons» («Замечания к теории позитрона Дирака») было опубликовано в 1934 году.^[37], а второй, «Folgerungen aus der Diracschen Theorie des Positrons» («Последствия теории позитрона Дирака»), был опубликован в 1936 году. ^{[30] [38] [39]} В этих статьях Гейзенберг был первым, кто перетолковывать уравнение Дирака в качестве «классического» уравнения поля для любой точки частицы спина H / 2, самсебеподлежащему условиям квантованиясвязанныманти- коммутаторов . Таким образом, переосмысливая его как (квантовое ^{[ необходимо пояснение ]} ) уравнение поля, точно описывающее электроны, Гейзенберг поставил материю на одну и ту же основу с электромагнетизмом.: как описывается релятивистскими квантовыми уравнениями поля, которые допускают возможность создания и разрушения частиц. ( Герман Вейль уже описал это в письме 1929 года Альберту Эйнштейну .)

Матричная механика и Нобелевская премия

Статья Гейзенберга об установлении квантовой механики ^{[40] [a]} озадачила физиков и историков. Его методы предполагают, что читатель знаком с расчетами вероятностей перехода Крамерса- Гейзенберга. Основная новая идея - некоммутирующие матрицы - оправдана только отказом от ненаблюдаемых величин. Он вводит некоммутативное умножение матриц с помощью физических рассуждений, основанных на принципе соответствия , несмотря на то, что Гейзенберг тогда не был знаком с математической теорией матриц. Путь, ведущий к этим результатам, был реконструирован в MacKinnon, 1977, ^[41]а подробные расчеты выполнены Aitchison et al. ^[42]

В Копенгагене Гейзенберг и Ганс Крамерс совместно работали над статьей о дисперсии или рассеянии на атомах излучения, длина волны которого больше, чем длина волны атомов. Они показали, что успешная формула Крамерса, разработанная ранее, не может быть основана на орбитах Бора, потому что частоты переходов основаны на расстояниях между уровнями, которые не являются постоянными. Частоты, которые встречаются в преобразовании Фурье резких классических орбит, напротив, равномерно разнесены. Но эти результаты можно объяснить полуклассическим виртуальным состояниеммодель: входящее излучение переводит валентный, или внешний, электрон в виртуальное состояние, из которого он распадается. В следующей статье Гейзенберг показал, что эта модель виртуального осциллятора может также объяснить поляризацию флуоресцентного излучения.

Эти два успеха и продолжающаяся неспособность модели Бора – Зоммерфельда объяснить остающуюся проблему аномального эффекта Зеемана заставили Гейзенберга использовать модель виртуального осциллятора, чтобы попытаться вычислить спектральные частоты. Этот метод оказался слишком сложным для немедленного применения к реалистичным задачам, поэтому Гейзенберг обратился к более простому примеру - ангармоническому осциллятору .

Дипольный осциллятор состоит из простого гармонического осциллятора , который рассматривается как заряженная частица на пружине, возмущенная внешней силой, например внешним зарядом. Движение колеблющегося заряда можно выразить в виде ряда Фурье по частоте осциллятора. Гейзенберг решил квантовое поведение двумя разными методами. Сначала он обработал систему методом виртуального осциллятора, вычислив переходы между уровнями, которые будут производиться внешним источником.

Затем он решил ту же проблему, рассматривая член ангармонического потенциала как возмущение гармонического осциллятора и используя методы возмущений, которые он и Борн разработали. Оба метода привели к одинаковым результатам для первого и очень сложных поправочных членов второго порядка. Это наводило на мысль, что за очень сложными вычислениями скрывается непротиворечивая схема.

Поэтому Гейзенберг решил сформулировать эти результаты без какой-либо явной зависимости от модели виртуального осциллятора. Для этого он заменил разложения Фурье для пространственных координат матрицами, матрицами, соответствующими коэффициентам перехода в методе виртуального осциллятора. Он оправдал эту замену апелляцией к принципу соответствия Бора и доктрине Паули, согласно которой квантовая механика должна быть ограничена наблюдаемыми объектами.

9 июля Гейзенберг передал Борну эту статью на рассмотрение и отправку для публикации. Когда Борн прочитал статью, он понял, что формулировка может быть преобразована и распространена на систематический язык матриц ^[43], которому он научился в ходе своего исследования под руководством Якоба Розанеса ^[44] в Университете Бреслау . Борн с помощью своего помощника и бывшего ученика Паскуаля Джордана немедленно приступил к транскрипции и расширению, и они представили свои результаты для публикации; статья была получена для публикации всего через 60 дней после статьи Гейзенберга. ^[45] Все три автора представили для публикации до конца года следующий документ. ^[46]

До этого времени матрицы редко использовались физиками; они считались принадлежащими к области чистой математики . Густав Ми использовал их в своей статье по электродинамике в 1912 году, а Борн использовал их в своей работе по решеточной теории кристаллов в 1921 году. Хотя в этих случаях использовались матрицы, алгебра матриц с их умножением не входила в картину как они сделали это в матричной формулировке квантовой механики. ^[47]

In 1928, Albert Einstein nominated Heisenberg, Born, and Jordan for the Nobel Prize in Physics,^[48] The announcement of the Nobel Prize in Physics for 1932 was delayed until November 1933.^[49] It was at that time that it was announced Heisenberg had won the Prize for 1932 "for the creation of quantum mechanics, the application of which has, inter alia, led to the discovery of the allotropic forms of hydrogen".^[50][51]

Interpretation of quantum theory

Развитие квантовой механики и очевидные противоречивые выводы относительно того, что является «реальным», имели глубокие философские последствия, включая то, что на самом деле означают научные наблюдения. В отличие от Альберта Эйнштейна и Луи де Бройля , которые были реалистами, которые считали, что частицы всегда имеют объективно истинный импульс и положение (даже если оба они не могут быть измерены), Гейзенберг был антиреалистом, утверждая, что прямое знание того, что «реально» было за пределами науки. ^[52] В своей книге «Концепция природы физика» ^[53] Гейзенберг утверждал, что в конечном итоге мы можем говорить только о знании.(числа в таблицах), которые описывают что-то о частицах, но мы никогда не сможем получить «истинный» доступ к самим частицам: ^[52]

Мы уже не можем говорить о поведении частицы независимо от процесса наблюдения. В итоге законы природы, математически сформулированные в квантовой теории, имеют дело не с самими элементарными частицами, а с нашими знаниями о них. Также уже невозможно спросить, существуют ли эти частицы в пространстве и времени объективно ... Когда мы говорим о картине природы в точной науке нашего времени, мы имеем в виду не столько картину природы, сколько картину. картина наших отношений с природой. ... Наука больше не противостоит природе как объективный наблюдатель, но видит себя как действующего лица в этом взаимодействии между человеком и природой. Научный метод анализа, объяснения и классификации осознал свои ограничения, которые проистекают из того факта, что своим вмешательством наука изменяет и обновляет объект исследования. Другими словами, метод и объект больше не могут быть разделены. ^{[52] [53]}

Расследование СС

Shortly after the discovery of the neutron by James Chadwick in 1932, Heisenberg submitted the first of three papers^[54] on his neutron-proton model of the nucleus.^[30][55] After Adolf Hitler came to power in 1933, Heisenberg was attacked in the press as a "White Jew".^[56] Supporters of Deutsche Physik, or Aryan Physics, launched vicious attacks against leading theoretical physicists, including Arnold Sommerfeld and Heisenberg.^[30] From the early 1930s onward, the anti-Semitic and anti-theoretical physics movement Deutsche Physikзанимался квантовой механикой и теорией относительности . Применительно к университетской среде политические факторы превалировали над научными способностями ^[57], хотя двумя наиболее известными его сторонниками были нобелевские лауреаты по физике Филипп Ленард ^[58] и Йоханнес Старк . ^{[59] [60]}

Было много неудачных попыток назначить Гейзенберга профессором ряда немецких университетов. Его попытка быть назначенным преемником Арнольда Зоммерфельда провалилась из-за противодействия со стороны движения Deutsche Physik . ^[61] 1 апреля 1935 года выдающийся физик-теоретик Зоммерфельд, научный руководитель Гейзенберга в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана , получил почетный статус. Однако Зоммерфельд оставался на своем кресле во время процесса выбора своего преемника, который длился до 1 декабря 1939 года. Процесс был длительным из-за академических и политических разногласий между выбором факультета Мюнхена и Министерством просвещения Рейха и сторонникамиDeutsche Physik .

В 1935 году факультет Мюнхена составил список кандидатов, чтобы заменить Зоммерфельда на посту профессора теоретической физики и главы Института теоретической физики Мюнхенского университета. Все трое кандидатов были бывшими учениками Зоммерфельда: Гейзенберг, получивший Нобелевскую премию по физике ; Питер Дебай , получивший Нобелевскую премию по химии в 1936 году; и Ричард Беккер . Мюнхенский факультет твердо поддерживал этих кандидатов, выбрав Гейзенберг в первую очередь. Однако у сторонников Deutsche Physik и элементов REM был свой список кандидатов, и борьба длилась более четырех лет. В это время Гейзенберг подвергся жестокому нападению со стороныСторонники Deutsche Physik . Одно нападение было опубликовано в газете СС «Черный корпус» , возглавляемой Генрихом Гиммлером . В этом отношении Гейзенберга называли «белым евреем» (то есть арийцем, который действует как еврей), которого нужно заставить «исчезнуть». ^[62] Эти нападения были восприняты серьезно, поскольку евреи подверглись жестокому нападению и заключены в тюрьмы. Гейзенберг ответил передовой статьей и письмом Гиммлеру, пытаясь разрешить этот вопрос и вернуть себе честь.

Однажды мать Гейзенберга навестила мать Гиммлера. Две женщины знали друг друга, поскольку дед Гейзенберга по материнской линии и отец Гиммлера были ректорами и членами баварского туристического клуба. В конце концов, Гиммлер уладил дело Гейзенберга, отправив два письма, одно Группенфюреру СС Рейнхарду Гейдриху и одно Гейзенбергу, оба 21 июля 1938 года. В письме Гейдриху Гиммлер сказал, что Германия не может позволить себе потерять или заставить замолчать Гейзенберга, как он быть полезным для обучения поколения ученых. Гейзенбергу Гиммлер сказал, что письмо пришло по рекомендации его семьи, и предупредил Гейзенберга, чтобы он проводил различие между результатами профессиональных физических исследований и личными и политическими взглядами вовлеченных ученых. ^[63]

Вильгельм Мюллер заменил Зоммерфельда в Мюнхенском университете Людвига Максимилиана. Мюллер не был физиком-теоретиком, не публиковался в физических журналах и не был членом Немецкого физического общества . Его назначение считалось пародией и пагубно сказывалось на образовании физиков-теоретиков. ^{[63] [64] [65] [66] [67]}

Трое исследователей, возглавлявших расследование СС в отношении Гейзенберга, имели физическое образование. Действительно, Гейзенберг участвовал в докторском экзамене одного из них в Университете Лейпцига . Самым влиятельным из трех был Йоханнес Юильфс . В ходе расследования они стали сторонниками Гейзенберга, а также его позиции против идеологической политики движения Deutsche Physik в области теоретической физики и академических кругов. ^[68]

Германская программа ядерного оружия

Довоенные работы по физике

В середине 1936 года Гейзенберг представил свою теорию ливней космических лучей в двух статьях. ^[69] Еще четыре статьи ^{[70] [71] [72] [73]} появились в следующие два года. ^{[30] [74]}

В декабре 1938 года немецкие химики Отто Хан и Фриц Штрассманн отправили в The Natural Sciences рукопись, в которой сообщалось, что они обнаружили элемент барий после бомбардировки урана нейтронами, и Отто Хан пришел к выводу о взрыве ядра урана; ^[75] одновременно, Хан сообщил об этих результатах своей подруге Лизе Мейтнер , которая в июле того же года сбежала в Нидерланды, а затем уехала в Швецию. ^[76] Мейтнер и ее племянник Отто Роберт Фриш правильно интерпретировали результаты Гана и Штрассмана как деление ядра . ^[77]Фриш подтвердил это экспериментально 13 января 1939 г. ^[78]

В июне 1939 года Гейзенберг посетил Соединенные Штаты в июне и июле, посетив Самуэля Абрахама Гаудсмита в Мичиганском университете в Анн-Арборе . Однако Гейзенберг отказался от приглашения эмигрировать в США. Он не видел Гаудсмита снова, пока шесть лет спустя Гаудсмит был главным научным советником американской операции «Алсос» в конце Второй мировой войны. ^{[30] [79] [80]}

Членство в Uranverein

The German nuclear weapons program, known as Uranverein, was formed on 1 September 1939, the day World War II began. The Heereswaffenamt (HWA, Army Ordnance Office) had squeezed the Reichsforschungsrat (RFR, Reich Research Council) out of the Reichserziehungsministerium (REM, Reich Ministry of Education) and started the formal German nuclear energy project under military auspices. The project had its first meeting on 16 September 1939. The meeting was organized by Kurt Diebner, advisor to the HWA, and held in Berlin. The invitees included Walther Bothe, Siegfried Flügge, Hans Geiger, Otto Hahn, Paul Harteck, Gerhard Hoffmann, Josef Mattauch and Georg Stetter. A second meeting was held soon thereafter and included Heisenberg, Klaus Clusius, Robert Döpel and Carl Friedrich von Weizsäcker. The Kaiser-Wilhelm Institut für Physik (KWIP, Kaiser Wilhelm Institute for Physics) in Berlin-Dahlem, was placed under HWA authority, with Diebner as the administrative director, and the military control of the nuclear research commenced.^[81][82][83]В период, когда Дибнер руководил KWIP в рамках программы HWA, между Дибнером и ближайшим окружением Гейзенберга, включая Карла Виртца и Карла Фридриха фон Вайцзекера, возникла значительная личная и профессиональная неприязнь . ^{[30] [84]}

На научной конференции 26–28 февраля 1942 года в Физическом институте кайзера Вильгельма, созванной Управлением вооружений армии, Гейзенберг прочитал лекцию рейхс-чиновникам о получении энергии от ядерного деления. ^[85] Лекция, озаглавленная «Die Теоретико Grundlagen für die Energiegewinning aus der Uranspaltung» («Теоретическая основа получения энергии за счет деления урана»), была, как Гейзенберг признался после Второй мировой войны в письме Самуэлю Гоудсмиту , адаптированной до интеллектуального уровня имперского министра ». ^[86]Гейзенберг прочитал лекцию об огромном энергетическом потенциале ядерного деления, заявив, что 250 миллионов электрон-вольт могут быть высвобождены при делении атомного ядра. Гейзенберг подчеркнул, что для проведения цепной реакции необходимо получить чистый U-235. Он исследовал различные способы получения изотопа.²³⁵
₉₂U
в чистом виде, включая обогащение урана и альтернативный слоистый метод обычного урана и замедлителя в машине. Он отметил, что эта машина может быть использована на практике для заправки транспортных средств, кораблей и подводных лодок. Гейзенберг подчеркнул важность финансовой и материальной поддержки Управления вооружений армии для этого научного начинания. Затем последовала вторая научная конференция. Были заслушаны лекции по проблемам современной физики, имеющим решающее значение для национальной обороны и экономики. В конференции принял участие Бернхард Руст , рейхсминистр науки, образования и национальной культуры. На конференции рейхсминистр Руст решил забрать ядерный проект у Общества кайзера Вильгельма. Исследовательский совет Рейха должен был заняться этим проектом. ^[87] In April 1942 the army returned the Physics Institute to the Kaiser Wilhelm Society, naming Heisenberg as Director at the Institute. With this appointment at the KWIP, Heisenberg obtained his first professorship.^[61] Peter Debye was still director of the institute, but had gone on leave to the United States after he had refused to become a German citizen when the HWA took administrative control of the KWIP. Heisenberg still also had his department of physics at the University of Leipzig where work had been done for the Uranverein by Robert Döpel and his wife Klara Döpel.^[30][84]

4 июня 1942 года Гейзенберг был вызван для доклада Альберту Шпееру , министру вооружений Германии, о перспективах преобразования исследований Уранферайна в разработку ядерного оружия . Во время встречи Гейзенберг сказал Шпееру, что бомбу нельзя создать до 1945 года, потому что для этого потребуются значительные денежные ресурсы и количество персонала. ^{[88] [89]}

После того, как проект Уранферайн был передан под руководство Исследовательского совета Рейха, он сосредоточился на производстве ядерной энергии и, таким образом, сохранил свой кригсвичтиг (важность для войны); поэтому финансирование продолжалось за счет военных. Проект ядерной энергетики был разбит на следующие основные области: производство урана и тяжелой воды , разделение изотопов урана и Uranmaschine (урановая машина, то есть ядерный реактор ). Затем проект был по существу разделен между несколькими институтами, где директора доминировали над исследованиями и устанавливали свои собственные исследовательские программы. ^{[81] [90] [91]}Точка 1942 года, когда армия отказалась от контроля над немецкой программой создания ядерного оружия, была зенитом этого проекта по количеству личного состава. В программе работали около 70 ученых, из которых около 40 посвящали более половины своего времени исследованиям ядерного деления. После 1942 года количество ученых, занимающихся прикладным делением ядер, резко сократилось. Многие ученые, не работавшие с основными институтами, прекратили работу над делением ядер и посвятили свои усилия более неотложной работе, связанной с войной. ^[92]

В сентябре 1942 года Гейзенберг представил свою первую статью из серии из трех частей о матрице рассеяния, или S-матрице , в физике элементарных частиц . Первые две статьи были опубликованы в 1943 г. ^{[93] [94],} а третья - в 1944 г. ^[95] S-матрица описывала только состояния падающих частиц в процессе столкновения, состояния возникающих в результате столкновения и стабильные связанные состояния ; не было бы ссылки на промежуточные государства. Это был тот же прецедент, которому он последовал в 1925 году, когда он стал основой матричной формулировки квантовой механики за счет использования только наблюдаемых. ^{[30] [74]}

В феврале 1943 года Гейзенберг был назначен на кафедру теоретической физики в Университете Фридриха Вильгельма (сегодня Берлинский университет имени Гумбольдта ). В апреле было утверждено его избрание в Preußische Akademie der Wissenschaften ( Прусская академия наук ). В том же месяце он перевез свою семью в их убежище в Урфельде, когда союзные бомбардировки усилились в Берлине. Летом он отправил первых сотрудников Института физики кайзера Вильгельма в Хехинген и соседний город Хайгерлох на окраине Шварцвальда., for the same reasons. From 18–26 October, he travelled to German-occupied Netherlands. In December 1943, Heisenberg visited German-occupied Poland.^[30][96]

From 24 January to 4 February 1944, Heisenberg travelled to occupied Copenhagen, after the German army confiscated Bohr's Institute of Theoretical Physics. He made a short return trip in April. In December, Heisenberg lectured in neutral Switzerland.^[30] The United States Office of Strategic Services sent agent Moe Berg to attend the lecture carrying a pistol, with orders to shoot Heisenberg if his lecture indicated that Germany was close to completing an atomic bomb.^[97]

В январе 1945 года Гейзенберг вместе с остальной частью своего персонала переехал из Института физики кайзера Вильгельма в помещения в Шварцвальде. ^[30]

После Второй мировой войны

1945: Миссия Алсос

The Alsos Mission was an Allied effort to determine if the Germans had an atomic bomb program and to exploit German atomic related facilities, research, material resources, and scientific personnel for the benefit of the US. Personnel on this operation generally swept into areas which had just come under control of the Allied military forces, but sometimes they operated in areas still under control by German forces.^{[98][99][100]} Berlin had been a location of many German scientific research facilities. To limit casualties and loss of equipment, many of these facilities were dispersed to other locations in the latter years of the war. The Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik(KWIP, Институт физики кайзера Вильгельма) подвергся бомбардировке, поэтому в 1943 и 1944 годах он был в основном перемещен в Хехинген и соседний с ним город Хайгерлох на окраине Шварцвальда , который в конечном итоге стал частью французской оккупационной зоны. Это позволило американской оперативной группе миссии Алсос взять под стражу большое количество немецких ученых, связанных с ядерными исследованиями. ^{[101] [102]}

On 30 March, the Alsos Mission reached Heidelberg,^[103] where important scientists were captured including Walther Bothe, Richard Kuhn, Philipp Lenard, and Wolfgang Gertner.^[104] Their interrogation revealed that Otto Hahn was at his laboratory in Tailfingen, while Heisenberg and Max von Laue were at Heisenberg's laboratory in Hechingen, and that the experimental natural uranium reactor that Heisenberg's team had built in Berlin had been moved to Haigerloch. Thereafter, the main focus of the Alsos Mission was on these nuclear facilities in the Württemberg area.^[105]Гейзенберг был схвачен и арестован в Урфельде 3 мая 1945 года в ходе альпийской операции на территории, все еще находящейся под контролем немецких войск. Его доставили в Гейдельберг, где 5 мая он встретился с Гаудсмитом впервые после визита в Анн-Арбор в 1939 году. Германия сдалась всего через два дня. Гейзенберг больше не виделся со своей семьей в течение восьми месяцев, поскольку он был перемещен через Францию ​​и Бельгию и вылетел в Англию 3 июля 1945 года. ^{[106] [107] [99]}

1945: Реакция на Хиросиму

Девять выдающихся немецких ученых, опубликовавших отчеты в « Отчетах об исследованиях ядерной физики» в качестве членов Уранферайна ^[108], были захвачены в ходе операции «Алсос» и заключены в тюрьму в Англии в рамках операции «Эпсилон» . ^[109] Десять немецких ученых, в том числе Гейзенберг, содержались в Фарм-холле в Англии. Объект был убежищем британской внешней разведки MI6 . Во время задержания их разговоры записывались. Беседы, которые считались ценными для интеллекта, были записаны и переведены на английский язык. Стенограммы были выпущены в 1992 году. ^{[110] [111]} On 6 August 1945, the scientists at Farm Hall learned from media reports that the USA had dropped an atomic bomb in Hiroshima, Japan. At first, there was disbelief that a bomb had been built and dropped. In the weeks that followed, the German scientists discussed how the USA might have built the bomb.^[112]

The Farm Hall transcripts reveal that Heisenberg, along with other physicists interned at Farm Hall including Otto Hahn and Carl Friedrich von Weizsäcker, were glad the Allies had won World War II.^[113] Heisenberg told other scientists that he had never contemplated a bomb, only an atomic pile to produce energy. The morality of creating a bomb for the Nazis was also discussed. Only a few of the scientists expressed genuine horror at the prospect of nuclear weapons, and Heisenberg himself was cautious in discussing the matter.^[114][115] On the failure of the German nuclear weapons program to build an atomic bomb, Heisenberg remarked, "We wouldn't have had the moral courage to recommend to the Government in the spring of 1942 that they should employ 120,000 men just for building the thing up."^[116]

Post-war research career

Executive positions at German research institutions

On 3 January 1946, the ten Operation Epsilon detainees were transported to Alswede in Germany. Heisenberg settled in Göttingen, which was in the British zone of Allied-occupied Germany.^{[citation needed]} Heisenberg immediately began to promote scientific research in Germany. Following the Kaiser Wilhelm Society's obliteration by the Allied Control Council and the establishment of the Max Planck Society in the British zone, Heisenberg became the director of the Max Planck Institute for Physics. Max von Laue was appointed vice director, while Karl Wirtz, Carl Friedrich von Weizsäcker and Ludwig Biermann joined to help Heisenberg establish the institute. Heinz Billing joined in 1950 to promote the development of electronic computing. The core research focus of the institute was cosmic radiation. The institute held a colloquium every Saturday morning.^[117]

Heisenberg together with Hermann Rein [de] was instrumental in the establishment of the Forschungsrat (research council). Heisenberg envisaged for this council to promote the dialogue between the newly founded Federal Republic of Germany and the scientific community based in Germany.^[117] Heisenberg was appointed president of the Forschungsrat. In 1951, the organization was fused with the Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft (Emergency Association of German Science) and that same year renamed the Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Research Foundation). Following the merger, Heisenberg was appointed to the presidium.^[30]

In 1958, the Max-Planck-Institut für Physik was moved to Munich, expanded, and renamed Max-Planck-Institut für Physik und Astrophysik (MPIFA). In the interim, Heisenberg and the astrophysicist Ludwig Biermann were co-directors of MPIFA. Heisenberg also became an ordentlicher Professor (ordinarius professor) at the Ludwig-Maximilians-Universität München. Heisenberg was the sole director of MPIFA from 1960 to 1970. Heisenberg resigned his directorship of the MPIFA on 31 December 1970.^[14][30]

Promotion of international scientific cooperation

In 1951, Heisenberg agreed to become the scientific representative of the Federal Republic of Germany at the UNESCO conference, with the aim of establishing a European laboratory for nuclear physics. Heisenberg's aim was to build a large particle accelerator, drawing on the resources and technical skills of scientists across the Western Bloc. On 1 July 1953 Heisenberg signed the convention that established CERN on behalf of the Federal Republic of Germany. Although he was asked to become CERN's founding scientific director, he declined. Instead, he was appointed chair of CERN's science policy committee and went on to determine the scientific program at CERN.^[118]

In December 1953, Heisenberg became the president of the Alexander von Humboldt Foundation.^[118] During his tenure as president 550 Humboldt scholars from 78 nations received scientific research grants. Heisenberg resigned as president shortly before his death.^[119]

Research interests

In 1946, the German scientist Heinz Pose, head of Laboratory V in Obninsk, wrote a letter to Heisenberg inviting him to work in the USSR. The letter lauded the working conditions in the USSR and the available resources, as well as the favorable attitude of the Soviets towards German scientists. A courier hand delivered the recruitment letter, dated 18 July 1946, to Heisenberg; Heisenberg politely declined.^[120][121] In 1947, Heisenberg presented lectures in Cambridge, Edinburgh and Bristol. Heisenberg contributed to the understanding of the phenomenon of superconductivity with a paper in 1947^[122] and two papers in 1948,^[123][124] one of them with Max von Laue.^[30][125]

In the period shortly after World War II, Heisenberg briefly returned to the subject of his doctoral thesis, turbulence. Three papers were published in 1948^{[126][127][128]} and one in 1950.^[20][129] In the post-war period Heisenberg continued his interests in cosmic-ray showers with considerations on multiple production of mesons. He published three papers^{[130][131][132]} in 1949, two^[133][134] in 1952, and one^[135] in 1955.^[136]

In late 1955 to early 1956, Heisenberg gave the Gifford Lectures at St Andrews University, in Scotland, on the intellectual history of physics. The lectures were later published as Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science.^[137] During 1956 and 1957, Heisenberg was the chairman of the Arbeitskreis Kernphysik (Nuclear Physics Working Group) of the Fachkommission II "Forschung und Nachwuchs" (Commission II "Research and Growth") of the Deutsche Atomkommission (DAtK, German Atomic Energy Commission). Other members of the Nuclear Physics Working Group in both 1956 and 1957 were: Walther Bothe, Hans Kopfermann (vice-chairman), Fritz Bopp, Wolfgang Gentner, Otto Haxel, Willibald Jentschke, Heinz Maier-Leibnitz, Josef Mattauch, Wolfgang Riezler, Wilhelm Walcher and Carl Friedrich von Weizsäcker. Wolfgang Paul was also a member of the group during 1957.^[138]

In 1957, Heisenberg was a signatory of the Göttinger Manifest, taking a public stand against the Federal Republic of Germany arming itself with nuclear weapons. Heisenberg, like Pascual Jordan, thought politicians would ignore this statement by nuclear scientists. But Heisenberg believed that the Göttinger Manifest would "influence public opinion" which politicians would have to take into account. He wrote to Walther Gerlach: "We will probably have to keep coming back to this question in public for a long time because of the danger that public opinion will slacken."^[139] In 1961 Heisenberg signed the Memorandum of Tübingen alongside a group of scientists who had been brought together by Carl Friedrich von Weizsäcker and Ludwig Raiser.^[140] A public discussion between scientists and politicians ensued.^[141] As prominent politicians, authors and socialites joined the debate on nuclear weapons, the signatories of the memorandum took a stand against "the full-time intellectual nonconformists".^[142]

From 1957 onwards, Heisenberg was interested in plasma physics and the process of nuclear fusion. He also collaborated with the International Institute of Atomic Physics in Geneva. He was a member of the Institute's scientific policy committee, and for several years was the Committee's chair.^[3] He was one of the eight signatories of the Memorandum of Tübingen which called for the recognition of the Oder–Neiße line as the official border between Germany and Poland and spoke against a possible nuclear armament of West Germany.^[143]

In 1973, Heisenberg gave a lecture at Harvard University on the historical development of the concepts of quantum theory.^[144] On 24 March 1973 Heisenberg gave a speech before the Catholic Academy of Bavaria, accepting the Romano Guardini Prize. An English translation of his speech was published under the title "Scientific and Religious Truth", a quotation from which appears in a later section of this article.^[145]

Philosophy and worldview

Heisenberg admired Eastern philosophy and saw parallels between it and quantum mechanics, describing himself as in "complete agreement" with the book The Tao of Physics. Heisenberg even went as far to state that after conversations with Rabindranath Tagore about Indian philosophy "some of the ideas that seemed so crazy suddenly made much more sense".^[146]

Regarding the philosophy of Ludwig Wittgenstein, Heisenberg disliked Tractatus Logico-Philosophicus but he liked "very much the later ideas of Wittgenstein and his philosophy about language."^[147]

Heisenberg, a devout Christian,^[148][149] wrote: "We can console ourselves that the good Lord God would know the position of the [subatomic] particles, thus He would let the causality principle continue to have validity," in his last letter to Albert Einstein.^[150] Einstein continued to maintain that quantum physics must be incomplete because it implies that the universe is indeterminate at a fundamental level.^[151]

When Heisenberg accepted the Romano Guardini Prize [de] in 1974, he gave a speech, which he later published under the title Scientific and Religious Truth. He mused:

In the history of science, ever since the famous trial of Galileo, it has repeatedly been claimed that scientific truth cannot be reconciled with the religious interpretation of the world. Although I am now convinced that scientific truth is unassailable in its own field, I have never found it possible to dismiss the content of religious thinking as simply part of an outmoded phase in the consciousness of mankind, a part we shall have to give up from now on. Thus in the course of my life I have repeatedly been compelled to ponder on the relationship of these two regions of thought, for I have never been able to doubt the reality of that to which they point.

— Heisenberg 1974, 213^[152]

Autobiography and death

Heisenberg's son, Martin Heisenberg, became a neurobiologist at the University of Würzburg, while his son Jochen Heisenberg became a physics professor at the University of New Hampshire.^[153]

In his late sixties, Heisenberg penned his autobiography for the mass market. In 1969 the book was published in Germany, in early 1971 it was published in English and in the years thereafter in a string of other languages.^[154] Heisenberg had initiated the project in 1966, when his public lectures increasingly turned to the subjects of philosophy and religion. Heisenberg had sent the manuscript for a textbook on the unified field theory to the Hirzel Verlag and John Wiley & Sons for publication. This manuscript, he wrote to one of his publishers, was the preparatory work for his autobiography. He structured his autobiography in themes, covering: 1) The goal of exact science, 2) The problematic of language in atomic physics, 3) Abstraction in mathematics and science, 4) The divisibility of matter or Kant's antinomy, 5) The basic symmetry and its substantiation, and 6) Science and religion.^[155]

Heisenberg wrote his memoirs as a chain of conversations, covering the course of his life. The book became a popular success, but was regarded as troublesome by historians of science. In the preface Heisenberg wrote that he had abridged historical events, to make them more concise. At the time of publication it was reviewed by Paul Forman in the journal Science with the comment "Now here is a memoir in the form of rationally reconstructed dialogue. And the dialogue as Galileo well knew, is itself a most insidious literary device: lively, entertaining, and especially suited for insinuating opinions while yet evading responsibility for them."^[156] Few scientific memoirs had been published, but Konrad Lorenz and Adolf Portmann had penned popular books that conveyed scholarship to a wide audience. Heisenberg worked on his autobiography and published it with the Piper Verlag in Munich. Heisenberg initially proposed the title Gespräche im Umkreis der Atomphysik (Conversations on atomic physics). The autobiography was published eventually under the title Der Teil und das Ganze (The part and the whole).^[157] The 1971 English translation was published under the title Physics and Beyond: Encounters and Conversations.

Heisenberg died of kidney cancer at his home, on 1 February 1976.^[158] The next evening, his colleagues and friends walked in remembrance from the Institute of Physics to his home, lit a candle and placed it in front of his door.^[159] Heisenberg is buried in Munich Waldfriedhof.

In 1980 his widow, Elisabeth Heisenberg, published The Political Life of an Apolitical Person (de, Das politische Leben eines Unpolitischen). In it she characterized Heisenberg as "first and foremost, a spontaneous person, thereafter a brilliant scientist, next a highly talented artist, and only in the fourth place, from a sense of duty, homo politicus."^[160]

Honors and awards

Heisenberg was awarded a number of honors:^[3]

• Honorary doctorates from the University of Brussels, the Technological University of Karlsruhe, and Eötvös Loránd University.
• Bavarian Order of Merit
• Romano Guardini Prize^[145]
• Grand Cross for Federal Service with Star
• Knight of the Order of Merit (Civil Class)
• Elected a Foreign Member of the Royal Society (ForMemRS) in 1955^[1]
• Member of the Academies of Sciences of Göttingen, Bavaria, Saxony, Prussia, Sweden, Romania, Norway, Spain, The Netherlands (1939),^[161] Rome (Pontifical), the Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina (Halle), the Accademia dei Lincei (Rome), and the American Academy of Sciences.
• 1932 – Nobel Prize in Physics "for the creation of quantum mechanics, the application of which has, inter alia, led to the discovery of the allotropic forms of hydrogen".^[50]
• 1933 – Max-Planck-Medaille of the Deutsche Physikalische Gesellschaft

Research reports on nuclear physics

The following reports were published in Kernphysikalische Forschungsberichte (Research Reports in Nuclear Physics), an internal publication of the German Uranverein. The reports were classified Top Secret, they had very limited distribution, and the authors were not allowed to keep copies. The reports were confiscated under the Allied Operation Alsos and sent to the United States Atomic Energy Commission for evaluation. In 1971, the reports were declassified and returned to Germany. The reports are available at the Karlsruhe Nuclear Research Center and the American Institute of Physics.^[162][163]

• Werner Heisenberg Die Möglichkeit der technischer Energiegewinnung aus der Uranspaltung G-39 (6 December 1939)
• Werner Heisenberg Bericht über die Möglichkeit technischer Energiegewinnung aus der Uranspaltung (II) G-40 (29 February 1940)
• Robert Döpel, K. Döpel, and Werner Heisenberg Bestimmung der Diffusionslänge thermischer Neutronen in schwerem Wasser G-23 (7 August 1940)
• Robert Döpel, K. Döpel, and Werner Heisenberg Bestimmung der Diffusionslänge thermischer Neutronen in Präparat 38^[164] G-22 (5 December 1940)
• Robert Döpel, K. Döpel, and Werner Heisenberg Versuche mit Schichtenanordnungen von D₂O und 38 G-75 (28 October 1941)
• Werner Heisenberg Über die Möglichkeit der Energieerzeugung mit Hilfe des Isotops 238 G-92 (1941)
• Werner Heisenberg Bericht über Versuche mit Schichtenanordnungen von Präparat 38 und Paraffin am Kaiser Wilhelm Institut für Physik in Berlin-Dahlem G-93 (May 1941)
• Fritz Bopp, Erich Fischer, Werner Heisenberg, Carl-Friedrich von Weizsäcker, and Karl Wirtz Untersuchungen mit neuen Schichtenanordnungen aus U-metall und Paraffin G-127 (March 1942)
• Robert Döpel Bericht über Unfälle beim Umgang mit Uranmetall G-135 (9 July 1942)
• Werner Heisenberg Bemerkungen zu dem geplanten halbtechnischen Versuch mit 1,5 to D₂O und 3 to 38-Metall G-161 (31 July 1942)
• Werner Heisenberg, Fritz Bopp, Erich Fischer, Carl-Friedrich von Weizsäcker, and Karl Wirtz Messungen an Schichtenanordnungen aus 38-Metall und Paraffin G-162 (30 October 1942)
• Robert Döpel, K. Döpel, and Werner Heisenberg Der experimentelle Nachweis der effektiven Neutronenvermehrung in einem Kugel-Schichten-System aus D₂O und Uran-Metall G-136 (July 1942)
• Werner Heisenberg Die Energiegewinnung aus der Atomkernspaltung G-217 (6 May 1943)
• Fritz Bopp, Walther Bothe, Erich Fischer, Erwin Fünfer, Werner Heisenberg, O. Ritter, and Karl Wirtz Bericht über einen Versuch mit 1.5 to D₂O und U und 40 cm Kohlerückstreumantel (B7) G-300 (3 January 1945)
• Robert Döpel, K. Döpel, and Werner Heisenberg Die Neutronenvermehrung in einem D₂O-38-Metallschichtensystem G-373 (March 1942)

Other research publications

• Sommerfeld, A.; Heisenberg, W. (1922). "Eine Bemerkung über relativistische Röntgendubletts und Linienschärfe". Z. Phys. 10 (1): 393–398. Bibcode:1922ZPhy...10..393S. doi:10.1007/BF01332582. S2CID 123083509.
• Sommerfeld, A.; Heisenberg, W. (1922). "Die Intensität der Mehrfachlinien und ihrer Zeeman-Komponenten". Z. Phys. 11 (1): 131–154. Bibcode:1922ZPhy...11..131S. doi:10.1007/BF01328408. S2CID 186227343.
• Born, M.; Heisenberg, W. (1923). "Über Phasenbeziehungen bei den Bohrschen Modellen von Atomen und Molekeln". Z. Phys. 14 (1): 44–55. Bibcode:1923ZPhy...14...44B. doi:10.1007/BF01340032. S2CID 186228402.
• Born, M.; Heisenberg, W. (1923). "Die Elektronenbahnen im angeregten Heliumatom". Z. Phys. 16 (9): 229–243. Bibcode:1924AnP...379....1B. doi:10.1002/andp.19243790902.
• Born, M.; Heisenberg, W. (1924). "Zur Quantentheorie der Molekeln". Annalen der Physik. 74 (4): 1–31. Bibcode:1924AnP...379....1B. doi:10.1002/andp.19243790902.
• Born, M.; Heisenberg, W. (1924). "Über den Einfluss der Deformierbarkeit der Ionen auf optische und chemische Konstanten. I". Z. Phys. 23 (1): 388–410. Bibcode:1924ZPhy...23..388B. doi:10.1007/BF01327603. S2CID 186220818.
• — (1924). "Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmmen (Diss.)". Annalen der Physik. 74 (4): 577–627. Bibcode:1924AnP...379..577H. doi:10.1002/andp.19243791502.
• — (1924). "Über eine Abänderung der formalin Regeln der Quantentheorie beim Problem der anomalen Zeeman-Effekte". Z. Phys. 26 (1): 291–307. Bibcode:1924ZPhy...26..291H. doi:10.1007/BF01327336. S2CID 186215582.
• — (1925). "Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen". Zeitschrift für Physik. 33 (1): 879–893. Bibcode:1925ZPhy...33..879H. doi:10.1007/BF01328377. S2CID 186238950. The paper was received on 29 July 1925. [English translation in: van der Waerden 1968, 12 "Quantum-Theoretical Re-interpretation of Kinematic and Mechanical Relations"] This is the first paper in the famous trilogy which launched the matrix mechanics formulation of quantum mechanics.
• Born, M.; Jordan, P. (1925). "Zur Quantenmechanik". Zeitschrift für Physik. 34 (1): 858–888. Bibcode:1925ZPhy...34..858B. doi:10.1007/BF01328531. S2CID 186114542. The paper was received on 27 September 1925. [English translation in: van der Waerden 1968, "On Quantum Mechanics"] This is the second paper in the famous trilogy which launched the matrix mechanics formulation of quantum mechanics.
• Born, M.; Heisenberg, W.; Jordan, P. (1926). "Zur Quantenmechanik II". Zeitschrift für Physik. 35 (8–9): 557–615. Bibcode:1926ZPhy...35..557B. doi:10.1007/BF01379806. S2CID 186237037. The paper was received on 16 November 1925. [English translation in: van der Waerden 1968, 15 "On Quantum Mechanics II"] This is the third paper in the famous trilogy which launched the matrix mechanics formulation of quantum mechanics.
• — (1927). "Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik". Z. Phys. 43 (3–4): 172–198. Bibcode:1927ZPhy...43..172H. doi:10.1007/BF01397280. S2CID 122763326.
• — (1928). "Zur Theorie des Ferromagnetismus". Z. Phys. 49 (9–10): 619–636. Bibcode:1928ZPhy...49..619H. doi:10.1007/BF01328601. S2CID 122524239.
• —; Pauli, W. (1929). "Zur Quantendynamik der Wellenfelder". Z. Phys. 56 (1): 1–61. Bibcode:1930ZPhy...56....1H. doi:10.1007/BF01340129. S2CID 121928597.
• —; Pauli, W. (1930). "Zur Quantentheorie der Wellenfelder. II". Z. Phys. 59 (3–4): 168–190. Bibcode:1930ZPhy...59..168H. doi:10.1007/BF01341423. S2CID 186219228.
• — (1932). "Über den Bau der Atomkerne. I". Z. Phys. 77 (1–2): 1–11. Bibcode:1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433. S2CID 186218053.
• — (1932). "Über den Bau der Atomkerne. II". Z. Phys. 78 (3–4): 156–164. Bibcode:1932ZPhy...78..156H. doi:10.1007/BF01337585. S2CID 186221789.
• — (1933). "Über den Bau der Atomkerne. III". Z. Phys. 80 (9–10): 587–596. Bibcode:1933ZPhy...80..587H. doi:10.1007/BF01335696. S2CID 126422047.
• — (1934). "Bemerkungen zur Diracschen Theorie des Positrons". Zeitschrift für Physik. 90 (3–4): 209–231. Bibcode:1934ZPhy...90..209H. doi:10.1007/BF01333516. S2CID 186232913. The author was cited as being at Leipzig. The paper was received on 21 June 1934.
• — (1936). "Über die 'Schauer' in der Kosmischen Strahlung". Forsch. Fortscher. 12: 341–342.
• —; Euler, H. (1936). "Folgerungen aus der Diracschen Theorie des Positrons". Z. Phys. 98 (11–12): 714–732. Bibcode:1936ZPhy...98..714H. doi:10.1007/BF01343663. S2CID 120354480. The authors were cited as being at Leipzig. The paper was received on 22 December 1935. A translation of this paper has been done by W. Korolevski and H. Kleinert: arXiv:physics/0605038v1.
• — (1936). "Zur Theorie der 'Schauer' in der Höhenstrahlung". Z. Phys. 101 (9–10): 533–540. Bibcode:1936ZPhy..101..533H. doi:10.1007/BF01349603. S2CID 186215469.
• — (1937). "Der Durchgang sehr energiereicher Korpuskeln durch den Atomkern". Die Naturwissenschaften. 25 (46): 749–750. Bibcode:1937NW.....25..749H. doi:10.1007/BF01789574. S2CID 39613897.
• — (1937). "Theoretische Untersuchungen zur Ultrastrahlung". Verh. Dtsch. Physical. Ges. 18: 50.
• — (1938). "Die Absorption der durchdringenden Komponente der Höhenstrahlung". Annalen der Physik. 425 (7): 594–599. Bibcode:1938AnP...425..594H. doi:10.1002/andp.19384250705.
• — (1938). "Der Durchgang sehr energiereicher Korpuskeln durch den Atomkern". Nuovo Cimento. 15 (1): 31–34. Bibcode:1938NCim...15...31H. doi:10.1007/BF02958314. S2CID 123209538. — (1938). "Der Durchgang sehr energiereicher Korpuskeln durch den Atomkern". Verh. Dtsch. Physik. Ges. 19 (2).
• — (1943). "Die beobachtbaren Grössen in der Theorie der Elementarteilchen. I". Z. Phys. 120 (7–10): 513–538. Bibcode:1943ZPhy..120..513H. doi:10.1007/BF01329800. S2CID 120706757.
• — (1943). "Die beobachtbaren Grössen in der Theorie der Elementarteilchen. II". Z. Phys. 120 (11–12): 673–702. Bibcode:1943ZPhy..120..673H. doi:10.1007/BF01336936. S2CID 124531901.
• — (1944). "Die beobachtbaren Grössen in der Theorie der Elementarteilchen. III". Z. Phys. 123 (1–2): 93–112. Bibcode:1944ZPhy..123...93H. doi:10.1007/BF01375146. S2CID 123698415.
• — (1947). "Zur Theorie der Supraleitung". Forsch. Fortschr. 21/23: 243–244. — (1947). "Zur Theorie der Supraleitung". Z. Naturforsch. 2a (4): 185–201. Bibcode:1947ZNatA...2..185H. doi:10.1515/zna-1947-0401.
• — (1948). "Das elektrodynamische Verhalten der Supraleiter". Z. Naturforsch. 3a (2): 65–75. Bibcode:1948ZNatA...3...65H. doi:10.1515/zna-1948-0201.
• —; von Laue, M. (1948). "Das Barlowsche Rad aus supraleitendem Material". Z. Phys. 124 (7–12): 514–518. Bibcode:1948ZPhy..124..514H. doi:10.1007/BF01668888. S2CID 121271077.
• — (1948). "Zur statistischen Theorie der Tubulenz". Z. Phys. 124 (7–12): 628–657. Bibcode:1948ZPhy..124..628H. doi:10.1007/BF01668899. S2CID 186223726.
• — (1948). "On the theory of statistical and isotropic turbulence". Proceedings of the Royal Society A. 195 (1042): 402–406. Bibcode:1948RSPSA.195..402H. doi:10.1098/rspa.1948.0127.
• — (1948). "Bemerkungen um Turbulenzproblem". Z. Naturforsch. 3a (8–11): 434–7. Bibcode:1948ZNatA...3..434H. doi:10.1515/zna-1948-8-1103. S2CID 202047340.
• — (1949). "Production of mesons showers". Nature. 164 (4158): 65–67. Bibcode:1949Natur.164...65H. doi:10.1038/164065c0. PMID 18228928. S2CID 4043099.
• — (1949). "Die Erzeugung von Mesonen in Vielfachprozessen". Nuovo Cimento. 6 (Suppl): 493–7. Bibcode:1949NCim....6S.493H. doi:10.1007/BF02822044. S2CID 122006877.
• — (1949). "Über die Entstehung von Mesonen in Vielfachprozessen". Z. Phys. 126 (6): 569–582. Bibcode:1949ZPhy..126..569H. doi:10.1007/BF01330108. S2CID 120410676.
• — (1950). "On the stability of laminar flow". Proc. International Congress Mathematicians. II: 292–296.
• — (1952). "Bermerkungen zur Theorie der Vielfacherzeugung von Mesonen". Die Naturwissenschaften. 39 (3): 69. Bibcode:1952NW.....39...69H. doi:10.1007/BF00596818. S2CID 41323295.
• — (1952). "Mesonenerzeugung als Stosswellenproblem". Z. Phys. 133 (1–2): 65–79. Bibcode:1952ZPhy..133...65H. doi:10.1007/BF01948683. S2CID 124271377.
• — (1955). "The production of mesons in very high energy collisions". Nuovo Cimento. 12 (Suppl): 96–103. Bibcode:1955NCim....2S..96H. doi:10.1007/BF02746079. S2CID 121970196.
• — (1975). "Development of concepts in the history of quantum theory". American Journal of Physics. 43 (5): 389–394. Bibcode:1975AmJPh..43..389H. doi:10.1119/1.9833. The substance of this article was presented by Heisenberg in a lecture at Harvard University.

Published books

• — (1949) [1930]. The Physical Principles of the Quantum Theory. Translators Eckart, Carl; Hoyt, F.C. Dover. ISBN 978-0-486-60113-7.
• — (1955). Das Naturbild der heutigen Physik. Rowohlts Enzyklopädie. 8. Rowohlt.
• — (1966). Philosophic Problems of Nuclear Science. Fawcett.
• — (1971). Physics and Beyond: Encounters and Conversations. Harper & Row.
• —; Busche, Jürgen (1979). Quantentheorie und Philosophie: Vorlesungen und Aufsätze. Reclam. ISBN 978-3-15-009948-3.
• — (1979). Philosophical problems of quantum physics. Ox Bow. ISBN 978-0-918024-14-5.
• — (1983). Tradition in Science. Seabury Press.
• — (1988). Physik und Philosophie: Weltperspektiven. Ullstein Taschenbuchvlg.
• — (1989). Encounters with Einstein: And Other Essays on People, Places, and Particles. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02433-2.
• —; Northrop, Filmer (1999). Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science (Great Minds Series). Prometheus.
• — (2002). Der Teil und das Ganze: Gespräche im Umkreis der Atomphysik. Piper. ISBN 978-3-492-22297-6.
• — (1992). Rechenberg, Helmut (ed.). Deutsche und Jüdische Physik. Piper. ISBN 978-3-492-11676-3.
• — (2007). Physik und Philosophie: Weltperspektiven. Hirzel.
• — (2007). Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science. Harper Perennial Modern Classics (reprint ed.). HarperCollins. ISBN 978-0-06-120919-2. (full text of 1958 version)

In popular culture

Heisenberg's surname is used as the primary alias for Walter White, the lead character in AMC's crime drama series Breaking Bad throughout White's transformation from a high school chemistry teacher into a meth cook and a drug kingpin.

Heisenberg was the target of an assassination by spy Moe Berg in the film The Catcher Was a Spy, based on real events.

Heisenberg is credited with building the atomic bomb used by the Axis in the Amazon Prime TV series adaptation of The Man in the High Castle. Atomic bombs in this universe are referred to as Heisenberg Devices.

Heisenberg is the namesake of Resident Evil Village secondary antagonist Karl Heisenberg. Heisenberg's research on ferromagnetism served as inspiration for the character's magnetic abilities.

See also

• List of things named after Werner Heisenberg
• List of German inventors and discoverers
• The Physical Principles of the Quantum Theory

References

Footnotes

Citations

Bibliography

External links

Wikimedia Commons has media related to Werner Heisenberg.

Wikiquote has quotations related to: Werner Heisenberg

• Annotated Bibliography for Werner Heisenberg from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• MacTutor Biography: Werner Karl Heisenberg
• Heisenberg/Uncertainty biographical exhibit by American Institute of Physics.
• Key Participants: Werner Heisenberg – Linus Pauling and the Nature of the Chemical Bond: A Documentary History
• Nobelprize.org biography
• Werner Heisenberg: Atomic Physics Mentorees
• "Oral history interview transcript with Werner Heisenberg". American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives. 16 June 1970.
• "Oral history interview transcript with Werner Heisenberg". American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives. 30 November 1962.
• Newspaper clippings about Werner Heisenberg in the 20th Century Press Archives of the ZBW