Макс Борн

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

{Born Max} (11.12.1882-5.01.1970)

Макс Борн - німецький фізик, лауреат Нобелівської премії з фізики за 1954 рік "за фундаментальні дослідження із квантової механіки, особливо за його статистичну інтерпретацію хвильової функції" (спільно з Вальтером Боте). Ця інтерпретація з'явилася базою безлічі робіт з фізики ядра і частинок, основою нового погляду на квантову механіку.

Вивчаючи роботи за спеціальною (приватної) теорії відносності Альберта Ейнштейна і викладень Маньківського, запропонував більш простий метод обчислення маси електрона.

Вивчав кристали - розробив точну теорію залежності теплоємності від температури (ця теорія використовується до цих пір), спільно з Фріцем Габером встановив зв'язок між фізичними властивостями кристалів і хімічної енергією складових їх компонент (цикл Борна-Габера).

Детальна біографія

Макс Борн народився в Бреслау (нині Вроцлав, Польща) 11 грудня 1882.

Його батько, Густав Борн, був професором анатомії Університету Бреслау, його мати, Маргарет Борн (дівоче прізвище Кауфман), була талановитою піаністкою, що вийшла з відомої сім'ї сілезьких промисловців. Він був старшим з двох дітей.

Максу було чотири роки, коли померла його мати. Чотири роки по тому його батько одружився на Берті Ліпштейн, яка народила йому сина. Оскільки його сім'я була пов'язана з провідними інтелектуальними та артистичними колами Бреслау, Борн ріс в атмосфері, сприятливому для її розвитку.

Початкову освіту він здобув у гімназії кайзера Вільгельма в Бреслау.

Після смерті свого батька (але за його бажанням) в 1901 році Макс Борн вступив на курси в Університеті Бреслау, хоча раніше збирався стати інженером. Там він вивчав багато предметів, проте незабаром захопився математикою і фізикою. Два літніх семестру він провів в університетах Гейдельберга та Цюриха.

У 1904 році він вступив до Геттінгенського університету, де займався під керівництвом відомих математиків - Давида Гільберта і Фелікса Клейна, а також Германа Мінковського. Гільберт, оцінивши інтелектуальні здібності Борна, зробив його своїм асистентом в 1905 році. Макс Борн, крім того, він вивчав у Геттінгені астрономію. До часу отримання ступеня доктора в 1907 році за дисертацію з теорії стійкості пружних тіл його інтереси перемістилися в область електродинаміки і теорії відносності.

Після закінчення університету Борн був призваний на рік на військову службу в кавалерійський полк у Берліні, але незабаром, через кілька місяців, був демобілізований через астму. Цей короткий досвід військової служби зміцнив в ньому неприязнь до війни і мілітаризму, яка збереглася у нього на все життя.

Наступні шість місяців Борн займався в Кембріджському університеті, де відвідував лекції Дж. Дж. Томсона. Повернувшись в Бреслау, він почав проводити експериментальні дослідження, а потім приступив до теоретичну роботу з теорії відносності, розвиненою Альбертом Ейнштейном в 1905 році. Об'єднавши ідеї Ейнштейна з математичним підходом Маньківського, Борн відкрив новий спрощений метод обчислення маси електрона. Оцінивши цю роботу, Мінковський запросив Макса Борн повернутися в Геттінген і стати його асистентом. Однак Борн пропрацював з нею всього лише кілька тижнів внаслідок раптової кончини Маньківського, що послідувала на початку 1909 року.

У тому ж році, закінчивши теоретичне вивчення теорії відносності в Кембриджі, Борн став читати лектором в Геттінгені. Тут він досліджував властивості кристалів в залежності від розташування атомів. Разом з Теодором фон кишенею Макс Борн розробив точну теорію залежності теплоємності від температури - теорію, яка до цих пір лежить в основі вивчення кристалів. Кристалічна структура залишалася головною областю досліджень Борна аж до середини 20-х років.

У 1913 році Борн одружився на Хедвіга Еренберг, дочки Геттінгенського професора права. У них були син, який став головою фармакологічного факультету в Кембриджі, і дві дочки.

У 1915 році Борн став асистент-професором теоретичної фізики у Макса Планка в Берлінському університеті. Під час першої світової війни, незважаючи на свою відразу до війни, Борн проводив військові дослідження з звукометріі і давав оцінку нових винаходів в області артилерії. Саме під час війни почалася його дружба з Ейнштейном. Крім фізики, цих двох людей об'єднувала любов до музики, і вони із задоволенням виконували разом сонати - Ейнштейн на скрипці, а Борн на фортепіано.

Після війни Макс Борн продовжував дослідження з теорії кристалів, працюючи разом з Фріцем Габером над встановленням зв'язку між фізичними властивостями кристалів і хімічної енергією складових їх компонент. В результаті зусиль двох вчених була створена аналітична техніка - цикл Борна-Габера.

Коли Макс фон Лауе висловив бажання працювати з Планком, Борн погодився помінятися з ним тимчасово постами і відправився в 1919 році до Франкфуртського університету, щоб зайняти місце професора фізики і директора Інституту теоретичної фізики. Повернувшись через два роки в Геттінген, він став директором університетського Фізичного інституту, поставивши умову, щоб його старий приятель і колега Джеймс Франк був призначений у цей же інститут керувати експериментальною роботою. Під керівництвом Макса Борна Фізичний інститут став провідним центром теоретичної фізики і математики.

Спочатку Борн продовжив свої дослідження з теорії кристалів у Геттінгені, але незабаром він став розробляти математичні основи квантової теорії. Хоча його робота з кристалами була вкрай важливою і допомогла закласти основи сучасної фізики твердого тіла, саме внесок Борна в квантову теорію приніс йому Нобелівську премію.

Квантова теорія, що має справу з поведінкою атомних і субатомних систем, сходить до припущення, висунутому Максом Планком у 1900 році, про те, що енергія коливних систем, взаємодіючих з випромінюванням, може приймати лише дискретні значення. Ейнштейн, узагальнюючи цю ідею, описав світло як потік частинок, які він назвав квантами. Пізніше Нільс Бор використовував квантову теорію, щоб пролити світло на будову атома і пояснити спектри деяких елементів. До 20-х років більшість фізиків було переконане, що будь-яка енергія квантів, однак первісна квантова теорія залишала невирішеними безліч проблем. Макс Борн хотів створити загальну теорію, яка охоплювала б всі квантові ефекти.

У 1925 році асистент Борна Вернер Гейзенберг зробив найважливіший крок у рішенні цієї задачі, припустивши, що в основі всіх атомних явищ лежать певні математичні принципи. Хоча сам Гейзенберг не зміг розібратися в математичних підставах знайдених ним співвідношень, Борн зрозумів, що той користувався матричними операціями (математичні перетворення, що здійснюються за певними правилами над таблицями чисел або змінних). З одним із студентів, Паскуалем Йорданом, Макс Борн формалізував підхід Гейзенберга і опублікував результати в цьому ж році у статті під заголовком "Про квантової механіки" ("Zur Quantenmechanik"). Термін квантова механіка, введений Борном, повинен був позначати нову високоматематізірованную квантову теорію, розвинену в кінці 20-х років.

Взимку 1925/26 року Макс Борн був запрошеним лектором в Массачусетському технологічному інституті.

У 1926 році Ервін Шредінгер розвинув хвильову механіку, яка містить формулювання, здавалося б, альтернативні формулювань матричної квантової механіки. Тим не менш, обидві теорії, як ним же і було доведено, виявилися повністю еквівалентні.

Дотримуючись Луї де Бройль, хвильова механіка трактує частинки як хвилі, описувані хвильової функцією (розвиток поняття хвиль де Бройля). Застосовуючи принципи хвильової механіки і матричної механіки в теорії атомного розсіювання (відхилення однієї частки під впливом іншої при зіткненні або проходженні її на близькій відстані), Борн зробив висновок, що квадрат хвильової функції, обчислений в деякій точці простору, висловлює ймовірність того, що відповідна частка знаходиться саме в цьому місці. З цієї причини, стверджував він, квантова механіка дає лише імовірнісний опис положення частинки. Борнівське опис розсіяння частинок, яке стало відомим як Борнівське наближення, виявилося вкрай важливим для обчислень у фізиці високих енергій. Незабаром після опублікування Борнівське наближення Гейзенберг оприлюднив свій знаменитий принцип невизначеності, який стверджує, що не можна одночасно визначити точне положення і імпульс частинки. Знову тут можливо лише статистичне передбачення.

Статистична інтерпретація квантової механіки розвивалася далі Борном, Гейзенбергом і Бором; оскільки Бор, який жив у Копенгагені, виконав велику роботу по цій інтерпретації, вона стала відома як Копенгагенська інтерпретація. Хоча ряд засновників квантової теорії, включаючи Планка, Ейнштейна і Шредінгера, не погоджувалися з таким підходом, оскільки він відкидає причинність, більшість фізиків прийняло копенгагенську інтерпретацію як найбільш плідну. Борн і Ейнштейн вели тривалу полеміку в листах з цього питання, хоча фундаментальне наукове розбіжність ніколи не затьмарювало їх дружби. Популярність Макса Борна як реформатора квантової механіки, що лягла в основу нової картини будови атома і подальшого розвитку фізики і хімії, залучила багатьох обдарованих молодих фізиків до нього в Геттінген.

У 1928 році Борн був запрошений на фізичну конференцію в Ленінграді, але стан здоров'я його погіршало (позначилися фізичні навантаження), і йому довелося провести рік у санаторії. Тут він написав підручник з оптики. Пізніше в Германії нацисти його заборонили, але він широко використовувався в англомовних країнах.

Взагалі він написав кілька підручників і популярних праць з різних загальним фізичним питань.

У 1932 році Макс Борн став деканом наукового факультету в Геттінгені, однак після приходу до влади гітлерівців і видання антисемітських цивільних законів, був вигнаний зі свого поста. Йому довелося виїхати з Німеччини. Він перебрався до Великобританії і протягом наступних трьох років був лектором в Кембриджі.

Шість місяців він працював з індійським фізиком Венкат Романом в Індійському фізичному інституті в Бангалорі, потім в 1936 році зайняв посаду професора натурфілософії в Единбурзькому університеті. Тут він викладав і проводив дослідження аж до свого відходу у відставку в 1953 році, коли він став почесним професором у відставці в Единбурзі.

У 1936 році Борн був нагороджений Стоуксской медаллю Кембріджського університету.

У 1948 році Макс Борн отримав медаль Макса Планка Німецького фізичного товариства.

У 1950 році Борн був нагороджений медаллю Х'юза Лондонського королівського суспільства.

У 1954 році, Максу Борну, нарешті, присуджують Нобелівську премію з фізики "за фундаментальні дослідження із квантової механіки, особливо за його статистичну інтерпретацію хвильової функції". Він розділив премію з Вальтером Боте, який був нагороджений за експериментальну роботу з елементарних частинок. У нобелівській лекції Борн описав витоки квантової механіки та її статистичної інтерпретації, вказав, що відповідь на питання: "Чи можна щось, з чим не можна асоціювати звичним чином поняття положення і рух, називати предметом або частинкою?" - Зауважив: "Відповідь на це питання належить вже не фізики, а філософії".

Незабаром після своєї відставки Борн з дружиною поселився в Бад-Пирмонте, невеликому містечку поблизу Геттінгена, їх пенсійні права і конфіскована власність були відновлені післявоєнним урядом. Тут Макс Борн продовжував свою наукову роботу, готував нові видання своїх публікацій, писав і виступав з лекціями про соціальну відповідальність вчених, особливо у зв'язку із застосуванням ядерної зброї. У 1955 році він був одним з шістнадцяти нобелівських лауреатів, які зібралися на острові Майнау, розташованому на озері Констанс в Швейцарії, щоб виробити заяву, що засуджує подальшу розробку і використання ядерної зброї. Зрештою цю декларацію підписав п'ятьдесят-одна нобелівський лауреат.

Два роки опісля вісімнадцяти геттінгенцев (включаючи Борна - всі з групи провідних західнонімецьких фізиків) поклялися не приймати участі в розробці і виробництві ядерної зброї, брали участь у кампанії проти ядерного озброєння Західній Німеччині.

Макс Борн помер у Геттінгенському госпіталі 5 січня 1970.

Хоча Борна найбільше пам'ятають у зв'язку з його роботами в галузі квантової механіки, його дослідження та праці відіграли важливу роль у всіх тих областях, яких вони стосувалися. "Мені ніколи не подобалося бути вузьким спеціалістом, - написав він у своїй автобіографії. - Я не дуже підійшов би до сучасної манері проводити наукові дослідження великими групами фахівців. Філософське підставу науки - ось що завжди цікавило мене більше, ніж конкретні результати".

Макс Борн отримав дев'ять почесних докторських ступенів і був членом багатьох наукових товариств і академій, в тому числі Лондонського королівського товариства й американської Національної академії наук.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Різне | Біографія
27кб. | скачати


Схожі роботи:
Макс Планк
Макс Вебер
Макс Брод
Макс Вебер 3
Макс Вебер і Росія
Макс Шелер Ordo Amoris
© Усі права захищені
написати до нас