فيرنر هايزنبرغ: موجه الشباب الأول لدراسة الميكانيك
فيرنر هايزنبرغ هو فيلسوف وعالم ألماني؛ يُعد أحد المؤسسين لنظرية الكم، وهو ألماني الجنسية حصل هايزنبرغ على جائزة نوبل لعام 1932، وذلك بسبب مقدرته على تطوير نظرية ميكانيك الكمّ، بعد أن أتمّ المرحلتين الإعدادية والثانوية، التحق بقسم الفيزياء في جامعة ميونخ.
تلقّى دروساً في الفيزياء على يد العالمَين ماكس بورن ونيلز بور في معهد خاص بمدينة كوبنهاغن في عام 1924. تخرّج في الجامعة بدرجة الدكتوراه بعلم الفيزياء، ليلتحق في عام 1927 بجامعة لايبتزغ كمدرّس فيها.
نشأة وطفولة فيرنر هايزنبرغ
- ولد فيرنر هايزنبرغ في ألمانيا وتحديداً في مدينة فورتسبورغ في عام 1901 في الخامس من ديسمبر.
- نشأ في عائلة محبّة للعلم إذ كان والده يعمل أستاذاً للدراسات من القرون الوسطى واليونانية.
- في سن الخامسة، أُلحق بالمدرسة الابتدائية وكان متفوقاً على زملائه في العلوم والرياضيات.
- عندما أصبح عمر فيرنر ثمانية أعوام، تم تعيين والده مدرساً في جامعة ميونيخ الأمر الذي أدى انتقال العائلة أجمع إلى المدينة.
- التحق فيرنر عام 1911 بمدرسة للألعاب الرياضية تدعى ماكسيميليانز وكان جده والد أمه مديراً لها آنذاك، وهي عبارة عن مدرسة مدة الدراسة فيها تسع سنوات تؤهل الطالب الدخول إلى الجامعة قبل أن يبدأ بالالتحاق بمهن الطب أو الأكاديميين أو القانون.
- عام 1922، أصبح فيرنر هايزنبرغ مساعد وطالب للعالم ماكس بورن في جامعة غوتنغن.
السيرة الذاتية لفيرنر هايزنبرغ
- اشتهر فيرنر هايزنبرغ بنظرية الكم التي نُشرت في عام 1955، إذ إنّه صاغها وفقاً لمعادلات المصفوفة.
- اكتشف الأشكال المتأصلة للهيدروجين وذلك من خلال تطبيقات معادلات المصفوفة.
عالج هايزنبرغ مشكلة شدّة الطيف للإلكترون المأخوذ كذبذبة غير متناسقة ضمن نظام اهتزاز أحادي البُعد، حيث بيَّن أنَّه لا يمكن تخصيص موقع للإلكترون في الفضاء في وقت ما أو متابعته في المدار المخصص له، وجاء ذلك بناءً على نفي فرضية العالم نيلز بور التي نصَّت على وجود مدارات كوكبية.
- أجرى مجموعةً من الأبحاث حول إنتاج المُفاعل النووي ولكنَّه فشل في ذلك، وبيَّن أنَّه لم يكن على المعرفة الكافية حول المبادئ الأساسية الخاصة بتصميم قنبلة كالكتلة الحرجة التقريبية.
- حصل على درجة الدكتوراه الفخرية في الكثير من الجامعات حول العالم، مثل جامعتيّ كارلشور وبروكسيلس.
- في عام 1949، تقلّد منصب رئيس مجلس البحوث في ألمانيا واستمر في ذلك المنصب مدة عامين.
- وفي عام 1953، استلم منصب رئيس مؤسسة ألكسندر فون هومبولت.
- توفي في عام 1976 عن عمر ناهزَ 74 في ألمانيا.
المسيرة المهنية لفيرنر هايزنبرغ
- قصدَ فيرنر هايزنبرغ والعالِم نيلز بور، الذي يعدّه فيرنر قدوةً له في العلم، جامعة كوبنهاغن في عام 1925، وذلك بهدف إجراء الأبحاث، ومن خلال هذه الأبحاث تم اكتشاف ميكانيكا الكم التي اشتهر به.
- بدأ تدريس طلّاب الدكتوراه في جامعة لايبزيغ بعد أن عُيِّن أستاذاً فيها عام 1927، إذ أسَّس برنامجاً خاصاً بالتدريس نتجَ عنه تخريج الكثير من من العلماء المهمّين.
- وفي العام ذاته، نشر مبدأ "عدم اليقين" الذي شَهرَ فلسفته التي قامت على دعائم هذا المبدأ.
- في عام 1929، ذهب إلى كل من اليابان، والولايات المتحدة الأمريكية، والهند لإلقاء المحاضرات فيها.
- عام 1947، عُيّن مديراً لمعهد القيصر الخاص بالفيزياء بعد أن ترك التدريس في جامعة لايبزيغ.
- وفي عام 1948، عُيِّن مديراً في معهد ماكس بلانك الخاص بالفيزياء حيث امتدت مدة استلامه حتى عام
- عُيِّن رئيساَ لمؤسسة ألكسندر فون هومبولت في عام 1953، التي كانت مهمتها الأساسية محاولة جلب العلماء من حول العالم إلى ألمانيا وذلك للعمل فيها.
- في عام 1957، بدأ بدوره الفعّال في التخطيط لإدراج أول مفاعل نووي في ألمانيا الغربية إلى جانب مفاعل الأبحاث الموجود في مدينة ميونيخ.
- طرح كتاب المشاكل الفلسفية للعلوم النووية في عام 1966.
إنجازات فيرنر هايزنبرغ
- لفيرنر هايزنبرغ دورٌ في تطوير نظريات الجسيمات دون الذرية إضافةً إلى نظرية الديناميكا المائية والمغناطيسية الحديدية والأشعة الكونية وغيرها الكثير من النظريات الأخرى.
- حصل على جائزة نوبل لعام 1932، بسبب اكتشافه لطريقة يمكن من خلالها معرفة كيفية صياغة ميكانيكا الكم وذلك من خلال المصفوفات، ويُعد هذا الاكتشاف إنجازاً عظيماً في حياته المهنية.
- له دور كبير في صنع أوّل مفاعل نووي وتحديداً في ألمانيا الغربية.
- اكتشف مبدأ عدم اليقين، الذي ينصّ على أنَّ الإنسان غير قادر على تحديد موقع أو قياس قيمة شيء ما بذات الوقت وبدقّة شديدة، بل إنَّ هناك قيمة وقَدْر لا يمكن أن يُقاسا، ولهذا المبدأ الفضل الكبير في فهم ميكانيكا الكمومية.
- له دور مهم في تطوير ميكانيكا الكم، حيث قام بتقديم وصف رياضي للنظرية وصفَ من خلالها سلوك الجسيمات وذلك على المستوى الذّري، إضافة إلى تطوير معادلة الحركة الخاصة فيها وهي المعادلة الشهيرة التي تحمل اسم هايزنبرغ، إذ بيّن أنّها وصف رياضي تعبّر عن التطور الحاصل في النظام الكمومي في جميع الأزمنة.
- عند انتهاء الحرب العالمية الثانية كان له دور في تطوير وإعادة بناء المجتمع العلمي الألماني.
التحديات التي واجهت فيرنر هايزنبرغ
- واجه الناس صعوبةً في تقبُّل أفكار هايزنبرغ. كانت هذه الأفكار عصيَّةً على الفهم بالنسبة لهم، وهذا ما جعل الاعتراف باكتشافاته وقبولها صعباً بعض الشيء.
- تنافس هايزنبرغ مع العديد من العلماء الذين يملكون وجهات نظر تُخالف وجهات نظره، مثل العالم ألبرت أينشتاين. واختلفت وجهة نظره حول طبيعة الواقع وميكانيكا الكمومية تختلف بصورةٍ كبيرة عن وجهة نظر فيرنر.
- أثار مبدأ عدم اليقين الذي اكتشفه فيرنر عام 1927، جدلاً واسعاً بين العلماء خاصةً أنّه كان ثورياً، فكان رأي بعض العلماء أنَّه يمكن للمعرفة أن تكون بطبيعتها غير كاملة.
- واجه تحديات سياسية في فترة تأثير الأيديولوجيا على العلم والعلماء، فتأثرت أبحاثه بسبب مواجهته الضغوط السياسية.
- اندلعت الحرب العالمية الثانية خلال فترة التطورات العلمية التي اكتشفها فيرنر؛ وهنا واجه صعوبةً في التصدّي للأفكار والمشاركات التي تمسّ أخلاقه وتُحمِّله المسؤولية في هذا الشأن، وخاصةً ما تعلَّق بالبرنامج النووي.
- استخدم علمه في تطوير الأسلحة المستخدمة في الحرب، الأمر الذي جعل سمعته بعد الحرب سيئة بعض الشيء.
التأثير الذي أحدثه فيرنر هايزنبرغ
- ترك فيرنر هايزنبرغ إرثاً علمياً وفلسفياً للعالم، وما زال هذا الإرث يؤثر في الأبحاث المكتشَفة حتى يومنا هذا.
- ناقش بعد نهاية الحرب العالمية الثانية الأخلاقيات العلمية وكيفية توظيف هذه الأخلاقيات في تطبيق العلوم في الحروب وصناعة الأسلحة واستخدامها.
- كان لإكتشافه في ميكانيكا الكم دور كبير في تطوير عدد من الأجهزة الحديثة كالكمبيوتر، إضافةً إلى تطويرات للتقنيات الحديثة أيضاً كالليزر والترانزستورات.
- كان لاكتشافه لمبدأ عدم اليقين الدور والتأثير الكبيرين للتفكير في كل من مفهوم الواقع ومفهوم القياس.
- كان لأفكاره أثر بالغ في العلماء؛ إذ فتحت لهم المجال لإجراء نقاشات حول الطبيعة والمعرفة التي بدورها أدّت إلى تطوير عدد من الفلسفات الجديدة حول العالم.
- كان له الدور الأكبر في توجيه عدد كبير من العلماء الشباب نظراً لمسيرته العلمية الناجحة، مما أدى إلى تطوير الأبحاث في الميكانيكا الكمومية ونشر المعرفة حولها.
أهم الأقوال والاقتباسات المأثورة لفيرنر هايزنبرغ
- ما نلاحظه ليس الطبيعة نفسها، بل الطبيعة المكشوفة لطريقتنا في التساؤل.
- كلما تم تحديد الموقع بدقة أكبر، كانت معرفةُ كمّية الحركة أقل دقّة.
- يتطلب العلم الشجاعة لتقبُّل عدم اليقين.
- يمكنك أن تعرف مكان الجسيم أو سرعته، لكن لا يمكنك أن تعرف كليهما في نفس الوقت. (وهذا القول استُخدم في مبدأ عدم اليقين).
- ليس الكون أغرب مما نظنّ فحسب، بل أغرب مما يمكننا أن نظنّ.
- الفيزياء ليست فقط عن ما نعرفه، بل عن ما يمكننا قياسه.
- العلم لا يقتصر على المعرفة، بل يتضمَّن الفهم أيضاً.
الجوائز والتكريمات لفيرنر هايزنبرغ
- نال فيرنر هايزنبرغ جائزة نوبل لعام 1932، وذلك تكريماً لجهوده في العلم.
- نالَ درجة الدكتوراه الفخرية في كل من جامعة بروكسيلس، وكارلشور، وبودابيست.
- نال كل من وسام فارس ذو رتبة الاستحقاق الخاصة بفئة السلام، إضافةً إلى وسام الاستحقاق من بافاريا، ووسام الصليب الأكبر للخدمات الفيدرالية في ألمانيا.
- حصل على العضوية في أكاديميات العلوم في كل من غوتنغن، وبروسيا، والسويد، وساكسونيا وروما، وهولندا، وإسبانيا.
- حصل على عضوية الأكاديمية الألمانية دير ناتورفورشر ليوبولدينا، وعضوية أكاديمية أمريكا للعلوم، إضافةً إلى أكاديمية دي لينسي.
- نالَ ميدالية ماكس بلانك والتي حصل عليها من الجمعية الفيزيائية الألمانية لعام 1933.
حقائق غير معروفة عن فيرنر هايزنبرغ
- إلى جانب مجموعة من علماء الفيزياء، اعتُقل فيرنر هايزنبرغ بعد الحرب العالمية الثانية وتحديداً في فارم هول.
- من خلال طريقة المصفوفات، صاغ ميكانيكا الكم بواسطة 1925 طريقة.
- حصل على درجة الدكتوراه في سن مبكر جداً.
- كان يرى في الموسيقى بصورةٍ عامة والكلاسيكية منها بصورةٍ خاصّة سبيلاً للاسترخاء والراحة، فهو عازف موهوب.
في الختام
قدمنا لكم في مقالنا معلومات شاملة حول عالم الميكانيك الشهير فيرنر هايزنبرغ، ووضّحنا التحديات والظروف التي واجهها أثناء مسيرته العلمية.