Werner Heisenberg

Svet ako fyzikálne rovnice

Fyzikálny svet dnes popisujú dve základné teórie: všeobecná teória relativity a kvantová fyzika. Za intelektuálnym výdobytkom nového pohľadu na svet molekúl, atómov, elementárnych častíc je podpísaný aj Werner Karl Heisen­berg, nemecký teoretický fyzik, ktorý sa stal jedným z najmladších nositeľov Nobelovej ceny.

Formuloval matematický aparát maticovej formy kvantovej mechaniky (1925), vyjadril relácie neurčitosti v mikrosvete, navrhol model štruktúry atómového jadra skladajúceho sa z protónov a elektrónov, zdôvodnil teóriu jadrových síl. Usiloval sa aj o jednotnú teóriu poľa a skúmal filozofické problémy prírodných vied.

Spolupráca

Od otca získal záujem o antickú filozofiu. V gymnáziu spoznal účelnosť matematiky i aplikovatelnosť fyzikálnych poznatkov. Na univerzite sa učil od profesora Sommerfelda a N. Bohra, ktorí prispeli k jeho presvedčeniu, že patrí atómovej fyzike. Max Born mu umožnil spoluprácu s poprednými fyzikmi (Franck, Dirac, Oppenheimer, Gamow, Fermi, Pauli). Heisenberg sa odvďačil maticovou mechanikou a ďalšími podnetmi pre fyzikálne poznávanie. Cez druhú svetovú vojnu nespolupracoval na vojenských aplikáciách jadrovej fyziky. Neskôr viedol nukleárny výskum v ženevskom stredisku CERN.

Opona energie

Heisenberg spoznal, že atómové procesy sa nedajú znázorniť mechanickými modelmi ako deje v makrokozme. Pri sledovaní atómu pozorujeme frekvenciu a intenzitu vyžarovaného svetla. Nepatrný atóm sa stal nenázorným abstraktným útvarom fyzikálnych rovníc, matematicko – symetrickým tvarom. Mikrosvet je určitým spôso­bom maskou, ktorú na seba berie energia, keď sa chce stať hmotou. Heisenberg svoj údiv nad novým svetom vyjadril slovami: Mal som pocit, že sa pozerám cez povrch atomárnych javov na základ pozoruhodnej vnútornej krásy, ležiaci hlboko pod ním a dostal som takmer závrat pri myšlienke, že mám sledovať túto dokonalosť matematických štruktúr, ktoré príroda predo mnou rozostrela.

Princíp neurčitosti

V roku 1927 odvodil Heisenberg jednu z foriem princípu neurčitosti, z ktorého vyplýva, že súčin neurčitosti polohy telesa a neurčitosti jeho hybnosti je väčší alebo nanajvýš sa rovná Planckovej konštante. To znamená, že je princi­piálne nemožné súčasne zmerať polohu aj hybnosť v tom istom čase s úplnou presnosťou. Čím presnejšie meriame jednu veličinu, tým menej presne určíme druhú. Proces merania má teda svoje principiálne medze.
Pochopením Heisenbergovho princípu neurčitosti vieme, že v mikrosvete nemôžeme predvídať niektoré javy s istotou, ale iba s určitou pravdepodobnosťou. Mikrofyzikálne procesy nemožno úplne objektivizovať, pretože každé pozo­rovanie zasahuje do priebehu deja. Prísna príčinnosť je na­hradená štatistickou pravdepodobnosťou. Svet elemen­tárnych častíc nemá pre nás presnú určenosť na svoje­ jednotlivé prvky. Buď príčinnosť bez priestoru a času alebo priestor a čas bez príčinnosti. Častice a vlny chápeme ako rozdielne momenty matematizácie experimentu. Vtipne povedané: Povedz mi, ako ťa hľadajú a ja ti poviem, kto si.

Skutočnosť ducha

Nové objavy a tvorivé idey moderných vied prinášajú aj ostré stretnutia rôznych predstáv i spôsobov myslenia. Kvantová mechanika otvorila nový pohľad na vzťahy medzi ľudským duchom a skutočnosťou. Dozvedeli sme sa, že čas vznikal spolu so svetom, čas patrí k svetu a preto pokiaľ neexistoval vesmír nemohol existovať ani čas. Spoznali sme: Prírodné vedy nepopisujú a nevysvetľujú prírodu. Sú iba časťou hry medzi prírodou a nami. Popisujú prírodu, ako odpovedá našej metóde otázok… Ani vo vede už nie je predmetom výskumu príroda sama o sebe, ale ľudské skúmanie príro­dy. Heisenberg potvrdil: Pôvodným, prvotným jazykom, ktorý vzniká v procese vedeckého osvojovania si faktov, je pre teoretickú fyziku obvykle jazyk matematiky a zvlášť matematická schéma, ktorá fyzikom dovoľuje predpovedať výsledky budúcich experimentov.

Dušan Jedinák