ورنر کارل هایزنبرگ (Werner Karl Heisenberg) یک فیزیکدان نظری آلمانی بود که در تاریخ در فهرست پیشگامان علم مکانیک کوانتوم قرار میگیرد. او مقالهی اصلی و تاریخساز خود را در سال ۱۹۲۵ منتشر کرده و در سالهای بعد به کمک تحقیقات و مطالعات بزرگانی همچون مکس بورن و پاسکال جوردن، مفاهیم فرمولبندی ماتریسی مکانیک کوانتوم را تشریح کرد.
مشهورترین دستاور هایزنبرگ، تئوری عدم قطعیت او است که در سال ۱۹۲۷ در یک مقاله، شرح داده شد. او در سال ۱۹۳۲ مفتخر به دریافت جایزهی نوبل شد که دلیل اصلی آن، تحقیقات در زمینهی مکانیک کوانتوم بود. هایزنبرگ علاوه بر این موارد، در موضوعاتی همچون آشفتگی در علم سیالات، هستهی اتم، فرومغناطیس، پرتوهای کیهانی و ذرات زیراتمی نیز تحقیقاتی را به عمل آورد.
هایزنبرگ یکی از عوامل طراحی و ساخت اولین رآکتور هستهای آلمان غربی بود. او علاوه بر ساخت رآکتور اول در کارلسروهه، یک رآکتور تحقیقاتی نیز در مونیخ طراحی کرد. دانش هستهای این فیزیکدان، او را به عضویت تیم توسعهی سلاح اتمی آلمان نازی در جنگ جهانی دوم نیز درآورد.
امضای ورنر هایزنبرگ
تولد و تحصیل
ورنر کارل هایزنبرگ در ۵ دسامبر سال ۱۹۰۱ در وورتسبورگ به دنیا آمد. پدرش، آگوست هایزنبرگ و مادرش آنا وکلین نام داشتند. پدر ورنر، یک معلم مدرسه بود و در زمان تولد او، در شرف تبدیل شدن به استاد در دانشگاه وورتسورگ قرار گرفت. ورنر یک برادر بزرگتر بهنام اروین داشت که در سال ۱۹۰۰ بهدنیا آمده بود.
ورنر در سپتامبر سال ۱۹۰۶ و پیش از تولد ۵ سالگی، به مدرسهی ابتدایی وورتسبورگ رفت. او ۳ سال در این مدرسه تحصیل کرد اما پس از آن، پدرش به کرسی تدریس تاریخ میانی و مدرن یونان در دانشگاه مونیخ رسید. چند ماه پس از نهایی شدن کرسی استادی آگوست، ورنر و بقیهی اعضای خانواده به مونیخ رفتند. او در مونیخ به مدرسهی Elisabethenschule و پس از یک سال تحصیل، به مدرسهی مشهور آن شهر یعنی دبیرستان ماکسیمیلیان رفت. پدربزرگ مادری او، مدیر این مدرسه بود.
جنگ و بینظمی در برنامههای مدرسه، او را به مطالعهی شخصی ترغیب کرد
با شروع جنگ جهانی اول در سال ۱۹۱۴، مدرسه به اشغال نیروهای نظامی درآمد. به همین دلیل، کلاسها در ساختمانهایی دیگر و با برنامههای جدید برگزار شدند. این تداخل ایجاد شده و بینظمی در برنامههای آموزشی مدرسه، باعث شد تا ورنر به مطالعهی شخصی بیشتری بپردازد که در مسیر آیندهی او، نقش تأثیرگذاری داشت.
زمینههای مورد علاقهی هایزنبرگ، ریاضیات، فیزیک و مذهب بودند. البته نمرات او به صورت کلی در همهی دروس عالی بود. ورنر بهقدری در ریاضیات استعداد و مهارت داشت که به یکی از اعضای فامیل که دانشجو بود، آموزش دروس ریاضی و حسابان میداد. ورنر در دوران دبیرستان علاوه بر تحصیل، عضو انجمنی بود که دانشآموزان نوجوان را برای خدمت آینده در ارتش، آماده میکرد.
ورنر در کنار پدر و برادر کوچکترش
هایزنبرگ در فعالیتهای فوقبرنامهی زیادی حضور داشت. او در برنامههای داوطلبانه برای کشاورزی در بهار و تابستان نیز ثبتنام کرده بود و بخشی از زمانش را در این مزرعهها میگذراند. در یکی از این دورههای فوقبرنامه، او در سال ۱۹۱۸ برای اولین بار از خانواده دور شد تا مدتی را در یک دامداری کار کند. کار در آن محل دشواریهای زیادی را بههمراه داشت و حتی غذای کافی نیز برای این دانشآموزان وجود نداشت.
ورنر در کنار کارهای دامداری به بازی کردن حرفهای شطرنج و مطالعهی ریاضیات نیز میپرداخت. در آن زمان علاقهی او به نظریهی اعداد بسیار افزایش یافته بود و آثار بزرگانی همچون کرونکر و فرمات، موضوع مطالعات او بودند.
پس از پایان جنگ جهانی اول در سال ۱۹۱۸، آلمان به صحنهی نبرد نیروهای مختلف برای بهدست گرفتن قدرت تبدیل شد. ورنر به یکی از نیروها با نام Bavarian Soviet ملحق شد. اگرچه مبارزات در آن دوران با جدیت انجام میشد، اما بسیاری از نوجوانان حاضر در نیروهای نظامی و شبهنظامی، به چشم یک تفریح به آن نگاه میکردند. ورنر در مورد آن زمان میگوید:
من یک پسربچهی ۱۷ ساله بود. این کار را مانند یک ماجراجویی و در حد بازی دزد و پلیس میدیدم.
هایزنبرگ در دبیرستان مدیر یک انجمن دانشآموزی هم بود که بعدها به رهبری جنبش جوانان باواریایی تبدیل شد. او در سالهای پایانی دبیرستان در امتحانهای موسوم به Abitur شرکت و برای بورسیهی ماکسیمیلیان اقدام کرد. در نهایت، نمرههای عالی ریاضی و فیزیک، ورنر را به این بورسیه رساند. این بورسیه، مسیر ورود ورنر به دانشگاه مونیخ را فراهم کرد.
ورنر در بین زمان پایان دبیرستان تا شروع دانشگاه، بهخاطر یک سفر تفریحی به بیماری سخت حصبه مبتلا شد و بهسختی از مرگ نجات پیدا کرد. بههرحال او پس از مداوا برای شرکت در کلاسهای دانشگاه آماده شد. در تابستان سال ۱۹۲۰، ورنر بر حسب عادت و علاقه، به مطالعهی ریاضیات میپرداخت. او تحقیقات و مقالههای ویل و باخمن را در دوران مطالعه مرور کرده بود و به دیدی کلی نسبت به نظریهی اعداد رسید. همین مطالعات، بعدا زمینهی پایاننامهی دکترای ورنر را فراهم کردند.