Kindheit,
Jugend und Ausbildung
WERNER HEISENBERG wurde am 5. Dezember 1901 in Würzburg geboren. Sein
Vater war Gymnasiallehrer und später Professor für Byzantinistik.
Der Junge wurde schon frühzeitig gefördert, besuchte in München
des Maximilians-Gymnasium und legte dort 1920 ein ausgezeichnetes Abitur
ab.
Anschließend studierte er in München mathematische Physik, vorrangig
bei dem hervorragenden Hochschullehrer ARNOLD SOMMERFELD (1868-1951), der in München eine der weltweit wichtigsten Schulen der
theoretischen Physik begründet hatte. In einem Buch über HEISENBERG
heißt es über diese Zeit:
"Vom ersten Tag des Studiums
an wurde Heisenberg mit dem Geist der langsam entstehenden Quantentheorie
vertraut. Für die ältere Generation von Physikern ... erwies
sich die Verwurzelung in der klassischen Physik als das stärkste
Hemmnis. Heisenberg blieben viele der Skrupel erspart, mit denen sich
Lorentz und Planck quälten. Was diesen noch als ungeheuerlich erscheinen
mochte, war für Heisenberg von Anfang an selbstverständlich.
So schuf er sich das Rüstzeug für die Vollendung der Quantentheorie,
die Planck mit seinem Ansatz von 1900 begründet hatte"
(Aus: A. Hermann: Werner Heisenberg in Selbstzeugnissen und Bilddokumenten.
Rowohlt Taschenbuch Verlag GmbH, Reinbek bei Hamburg 1976)
Zwischenzeitlich war HEISENBERG 1922/23 persönlicher
Assistent von MAX BORN in Göttingen und lernte hier die führenden
Atomphysiker Europas kennen.
1923 schloss HEISENBERG in München seine Promotion mit einer Arbeit
über die Turbulenz von Strömungen ab und wechselte dann nach
Göttingen, wo er sich 1924 habilitierte.
Tätigkeit als Hochschullehrer
und Forscher
Nach einem Studienaufenthalt bei NIELS BOHR in Kopenhagen war WERNER HEISENBERG
ab 1925 als Privatdozent an der Universität Göttingen tätig. 1927 erhielt
er eine Berufung an die Universität Leipzig und wurde dort Professor für
theoretische Physik. Hier schuf HEISENBERG ein Zentrum der Atomphysik
in Deutschland und hatte auch zahlreiche Schüler, die später Bedeutendes
leisteten, u.a. F. BLOCH, R. PEIERLS, E. TELLER ("Vater der amerikanischen
Wasserstoffbombe") und C. F. von WEIZSÄCKER. 1929 unternahm er Vortragsreisen
durch die USA, Japan und Indien. Nach der Machtergreifung der Nationalsozialisten
1933 lehrte HEISENBERG weiter theoretische Physik, auch unter Einschluss
der Lehren EINSTEINs. Dadurch war er zeitweise Anfeindungen ausgesetzt
und wurde als "weißer Jude" beschimpft. Im Unterschied zu vielen
anderen bedeutenden Physikern - genannt seien nur A. EINSTEIN, J. FRANCK
und M. BORN - blieb er in Deutschland.
Seit Beginn des 2. Weltkrieges
(1939) arbeitete HEISENBERG im "Uranverein"
an der Entwicklung einer sich selbst erhaltenden Kettenreaktion in einem Kernreaktor, schloss aber aus, dass sich eine "Uranbombe"
zu Kriegszeiten würde realisieren lassen. 1940 legte er eine Theorie
des Kernreaktors vor. 1942 wurde
er zum Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Physik in Berlin-Dahlem
und zugleich zum Professor an die Berliner Universität berufen. Der
in den südwestdeutschen Ort Haigerloch ausgelagerte und dort in einem ehemaligen Weinkeller wiederaufgebaute Reaktor
wurde nicht kritisch - er war zu klein.
Nach Kriegsende war HEISENBERG mit anderen deutschen Atomphysikern bis 1946
in Farm Hall in England interniert. Dort erfahren die Wissenschaftler auch
vom Abwurf der ersten Atombomben durch die USA im August 1945.
Nach der Rückkehr nach Deutschland baute HEISENBERG in Göttingen
das Physikalische Institut wieder auf, das 1956 als MAX-PLANCK-Institut
nach München verlegt und erweitert wurde. 1970 trat er aus Altergründen
als Direktor dieses Instituts zurück. HEISENBERG war mehrfacher Ehrendoktor,
Mitglied zahlreicher Akademie und Träger vieler Auszeichnungen. Er
starb am 1. Februar 1976 in seinem Haus in München.
Wissenschaftliche
Leistungen
Schon früh wurde WERNER HEISENBERG mit den Unzulänglichkeiten
des BOHR-SOMMERFELD`schen Atommodells konfrontiert. Deshalb nutzte er modifizierte
Vertauschungsregeln für Ort und Impuls. Zu Beschreibung inneratomarer
Vorgänge wandte er die Matrizenrechnung an. Aus diesen Untersuchungen
erwuchs 1925 eine entscheidende Arbeit, die unter dem Titel "Über
die quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen"
erschien. Mit der mathematischen Ausgestaltung durch MAX BORN und PASCUAL
JORDAN entstand die neue "Matrizenmechanik".
Daraus entwickelte sich in Auseinandersetzung mit der "Wellenmechanik"
von ERWIN SCHRÖDINGER (1887-1961) die Kopenhagener
Deutung der Quantentheorie. Deren physikalische Grundpfeiler waren die
1927 von HEISENBERG formulierte Unschärferelation
und das Komplementaritätsprinzip von NIELS BOHR. Dafür erhielt WERNER HEISENBERG 1932 den Nobelpreis
für Physik. In der Folge konzentrierte er sich auf Anwendungen der
Quantenmechanik.
Nach der Entdeckung des Neutrons durch JAMES CHADWICK (1891-1974) im Jahre 1932 entwickelte HEISENBERG ein Modell für den Atomkern, der aus Protonen und Neutronen bestehen und von Austauschkräften zusammengehalten werden soll. Nach der Entdeckung der Kernspaltung 1938/39 beschäftigte sich HEISENBERG mit der Theorie und experimentellen Vorarbeiten für den Bau eines Kernreaktors. Weder die Leipziger Anordnung noch die in einem Weinkeller in Haigerloch (Schwäbische Alp) 1945 aufgebaute Anordnung wurden kritisch, auch wenn das - wie man später feststellte - nur eine Frage der Größe war.
1958 stellte HEISENBERG anlässlich der Feiern zum 100. Geburtstag von MAX PLANCK seine Weltformel vor, mit der es möglich sein sollte, die Eigenschaften und das Verhalten aller Elementarteilchen zu erklären. Bei der weiteren Ausarbeitung seiner Theorie stieß er allerdings auf so große Schwierigkeiten, dass sie unvollendet blieb.
Philosophische
Auffassungen
WERNER HEISENBERG lernte im Elternhaus schon früh verschiedene philosophischen
Auffassungen kennen. Auch später beschäftigte er sich viel mit
philosophischen, insbesondere erkenntnistheoretischen Problemen, die eng
mit seinen physikalischen Forschungen zusammenhängen. So wandte er
sich strikt gegen Materialismus und Determinismus. Grundsätzlich
nahm er nur beobachtbare Größe in seine Theorien auf. HEISENBERGs
einheitliche Feldgleichung der Elementarteilchen führte ihn zu Überlegungen,
dass diese durch eine symmetrische Feldgleichung zu beschreiben seien.
Diese neue Einheit der materiellen Welt, in der sich aus Symmetrien die
Eigenschaften der Teilchen ergeben, betrachtete HEISENBERG als modernes
Analogon zu den antiken Auffassungen über die platonischen Weltkörper.
Die politische Haltung von HEISENBERG zeichnets sich durch seine Verantwortung
gegenüber der Menschheit aus. Unter dem Eindruck der Atombombengefahr
in der Zeit des kalten Krieges zwischen den USA und der Sowjetunion unterzeichnete
der u.a. 1955 die Mainauer
Erklärung der Nobelpreisträger gegen einen Einsatz von Kernwaffen
und wandte sich 1957 zusammen mit anderen deutschen Nobelpreisträgern
gegen die atomare Aufrüstung.