Werner Heisenberg(1901 — 1976)
Werner Heisenberg
Troisième Reich, république de Weimar, Empire allemand, Allemagne de l'Ouest
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Physicien allemand (1901-1976), l'un des fondateurs de la mécanique quantique. Il formula en 1927 le principe d'incertitude qui porte son nom, révolutionnant la conception de la réalité physique. Lauréat du prix Nobel de physique en 1932.
Questions fréquentes
Citations célèbres
« La science naturelle ne décrit pas simplement la nature, elle fait partie de l'interaction entre la nature et nous-mêmes. »
« Le premier signe que l'on a affaire à un résultat important, c'est qu'il bouleverse toute la structure de notre pensée. »
Faits marquants
- 1925 : formule la mécanique matricielle, première formulation cohérente de la mécanique quantique
- 1927 : énonce le principe d'incertitude (relations d'Heisenberg)
- 1932 : reçoit le prix Nobel de physique pour la création de la mécanique quantique
- 1939-1945 : dirige le programme de recherche nucléaire allemand (Uranverein)
- 1958 : publie ses réflexions philosophiques sur la physique dans 'Physique et Philosophie'
Œuvres & réalisations
Article fondateur de la mécanique quantique, publié dans Zeitschrift für Physik. Heisenberg y remplace les grandeurs classiques par des tableaux de nombres (matrices) pour décrire les propriétés des atomes, inaugurant une physique fondée uniquement sur des quantités observables.
En collaboration avec Max Born et Pascual Jordan, Heisenberg développa la formulation complète de la mécanique des matrices. Ce formalisme cohérent constitue avec l'équation de Schrödinger les deux piliers mathématiques équivalents de la mécanique quantique.
Heisenberg démontra qu'il est fondamentalement impossible de mesurer simultanément avec une précision arbitraire la position et la quantité de mouvement d'une particule. Ce résultat révolutionna la conception de la réalité physique et constitue l'un des fondements philosophiques de la mécanique quantique.
Recueil de ses leçons à l'Université de Chicago, ce livre synthétise les principes de la mécanique quantique de façon accessible. Il reste une référence classique, témoignant de la capacité de Heisenberg à articuler les implications philosophiques de la nouvelle physique.
Ouvrage grand public dans lequel Heisenberg examine les implications philosophiques de la mécanique quantique sur notre conception de la réalité, de la causalité et de la connaissance. Ce livre, traduit en de nombreuses langues, contribua à diffuser les questions philosophiques soulevées par la physique moderne.
Anecdotes
En juin 1925, souffrant du rhume des foins, Heisenberg s'isola sur l'île déserte de Helgoland, dans la mer du Nord. Travaillant fiévreusement la nuit, il développa les équations mathématiques qui allaient fonder la mécanique quantique. À l'aube, trop agité pour dormir, il grimpa sur un rocher pour contempler le lever du soleil, conscient d'avoir accompli quelque chose de fondamental.
Lors de sa soutenance de thèse à Munich en 1923, son examinateur Wilhelm Wien lui posa des questions pratiques sur la résolution d'un microscope et le fonctionnement d'un accumulateur électrique. Heisenberg fut incapable de répondre correctement. Wien voulait le recaler, mais son directeur Sommerfeld intercéda en sa faveur : il obtint la note minimale de passage, ce qui humilia profondément le jeune brillant.
En août 1945, Heisenberg et neuf autres physiciens allemands étaient internés à Farm Hall, en Angleterre. Quand la BBC annonça le bombardement atomique d'Hiroshima, Heisenberg refusa d'abord d'y croire, estimant que les Alliés n'avaient pas pu construire une vraie bombe atomique. Leurs conversations, secrètement enregistrées par les Britanniques, révèlent ses doutes et ses rationalisations a posteriori.
Heisenberg était un pianiste de niveau quasi-professionnel, hésitant entre la musique et la physique dans sa jeunesse. Toute sa vie, il continua à jouer Beethoven et Schubert. Lors de ses séjours à l'Institut Bohr de Copenhague, les soirées musicales étaient aussi fréquentes que les débats scientifiques, Bohr lui-même participant aux discussions enflammées sur la physique et la philosophie.
La nuit du 7 au 8 juin 1925, à Helgoland, Heisenberg réalisa que ses calculs aboutissaient enfin. Il écrivit plus tard : 'J'avais l'impression que, derrière la surface des phénomènes atomiques, je contemplais un intérieur d'une beauté étrange.' Il fit si peu d'erreurs dans ses calculs que les résultats semblaient presque trop beaux pour être vrais, ce qui le rendit lui-même méfiant.
Sources primaires
In dieser Arbeit soll versucht werden, Grundlagen zu gewinnen für eine quantentheoretische Mechanik, die ausschließlich auf Beziehungen zwischen prinzipiell beobachtbaren Größen basiert.
Man kann nicht gleichzeitig den Ort und die Geschwindigkeit eines Teilchens mit beliebiger Genauigkeit messen. Die Ungenauigkeiten sind durch die Beziehung q₁ p₁ ≥ h verbunden.
La théorie quantique ne décrit plus la réalité physique telle qu'elle est en soi, mais seulement ce qui peut être connu d'elle par l'expérience. L'observateur fait partie intégrante du système observé.
It seemed at first that the new quantum mechanics, which dealt with unvisualizable atomic processes, had broken completely with the ordinary ideas of space and time.
The probability function combines objective and subjective elements. It contains statements about possibilities or better tendencies, and these tendencies are completely objective, they do not depend on any observer.
Lieux clés
Ville natale de Werner Heisenberg, né le 5 décembre 1901. Il grandit ensuite à Munich où son père, professeur de grec médiéval, fut nommé à l'université.
Heisenberg y travailla sous la direction de Max Born à partir de 1922. C'est dans l'effervescence intellectuelle de Göttingen, l'un des grands centres mondiaux des mathématiques, que se développa la collaboration décisive entre Born, Heisenberg et Jordan sur la mécanique matricielle.
Heisenberg séjourna longuement à Copenhague sous la tutelle de Niels Bohr, son mentor intellectuel le plus important. C'est là que fut élaborée l'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique et que Heisenberg formula son principe d'incertitude en 1927.
En juin 1925, Heisenberg s'isola sur cette île rocheuse pour fuir son allergie pollinique. C'est là, en quelques jours de travail intense, qu'il mit au point les bases mathématiques de la mécanique quantique, l'une des découvertes les plus importantes du XXe siècle.
Heisenberg y occupa une chaire de professeur ordinaire de physique théorique de 1927 à 1941, à seulement 25 ans lors de sa nomination. Son laboratoire à Leipzig devint un centre international de la physique quantique, attirant des étudiants de toute l'Europe.
Après la capitulation allemande de mai 1945, Heisenberg fut détenu avec neuf autres physiciens allemands dans cette demeure anglaise pendant six mois. Leurs conversations, enregistrées secrètement, ont été publiées en 1992 et éclairent d'un jour controversé le bilan du programme nucléaire allemand.
