Max Born

Σήμερα 11/12 το Doodle της Google είναι αφιερωμένο στον Max Born. Ποιός είναι όμως?….

Ο Μαξ Μπορν (γερμανικά: Max Born, Μπρεσλάου, 11 Δεκεμβρίου 1882 – Γκέτινγκεν, 5 Ιανουαρίου 1970) ήταν Γερμανός μαθηματικός και φυσικός εβραϊκής καταγωγής, που συνέβαλε στη θεμελίωση της κβαντομηχανικής. Το 1954 του απονεμήθηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την ερμηνεία που έδωσε στην κυματοσυνάρτηση του Έρβιν Σρέντιγκερ.

Ο Μπορν υπήρξε ένας εκ των 11 που υπέγραψαν το Μανιφέστο Ράσελ – Αϊνστάιν, το οποίο υπογράμμιζε τους κινδύνους της χρήσης πυρηνικών όπλων. Ήταν προσωπικός φίλος με τον Αϊνστάιν, με τον οποίο διαφωνούσαν για την ισχύ της κβαντομηχανικής. Σε ένα γράμμα του Αϊνστάιν προς τον Μπορν αναφέρεται η περίφημη φράση «Ο θεός δεν παίζει ζάρια».

Ο Μπορν ήταν παππούς της Βρετανοαυστραλής τραγουδίστριας Ολίβια Νιούτον-Τζων.

Για τα 12 χρόνια που πέρασε στο Γκέτινγκεν με τον Φρανκ, ο Μπορν είχε έναν συνεργάτη με τον οποίο μοιραζόταν τις ίδιες απόψεις σε βασικά επιστημονικά θέματα — μεγάλο πλεονέκτημα για τη διδασκαλία και την έρευνα σε έναν αναπτυσσόμενο κλάδο όπως η κβαντομηχανική. Την ίδια στενή συνεργασία είχε ο Μπορ με τον φυσικό Άρνολντ Σόμμερφελντ στο Μόναχο. Οι Μπορν και Σόμμερφελντ όχι απλώς είχαν την ίδια προσέγγιση ως προς τη χρήση της πειραματικής φυσικής για την επαλήθευση των θεωριών τους, αλλά όταν ο δεύτερος πήγε για διαλέξεις στις ΗΠΑ το 1922, έστειλε τον φοιτητή του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ ως βοηθό στον Μπορν. Ο Χάιζενμπεργκ επέστρεψε στο Γκέτινγκεν το 1923 και ολοκλήρωσε εκεί τη διατριβή του επί υφηγεσία υπό τον Μπορν το 1924, εργαζόμενος μετά εκεί για λίγο ως ιδιωτικός δάσκαλος[22][23].

Το 1925 οι Μπορν και Χάιζενμπεργκ διετύπωσαν μία νέα προσέγγιση της κβαντομηχανικής, με αλγεβρικούς πίνακες: Στις 9 Ιουλίου, ο Χάιζενμπεργκ παρέδωσε στον Μπρον για έλεγχο και δημοσίευση μία εργασία με τίτλο Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen («Επί της κβαντικής επανερμηνείας των κινηματικών και μηχανικών σχέσεων»). Διαβάζοντάς τη ο Μπορν αναγνώρισε τον φορμαλισμό ως ικανό να μεταφερθεί στην και να επεκταθεί με τη συστηματική γλώσσα των πινάκων, την οποία είχε μάθει με τον Γιάκομπ Ροζάνες στο Μπρεσλάου[24].

Μέχρι τότε οι πίνακες χρησιμοποιούνταν σπανίως από τους φυσικούς. Ο Γκούσταφ Μίε τους είχε εφαρμόσει σε μία εργασία στην ηλεκτροδυναμική το 1912 και ο Μπορν στην εργασία του για τους κρυστάλλους το 1921. Αλλά η άλγεβρα με τον πολλαπλασιασμό πινάκων δεν είχαν εισαχθεί σε αυτές τις εργασίες, όπως απαιτήθηκε στην κβαντομηχανική[25]. Με τη βοήθεια του πρώην φοιτητή του Πασκουάλ Γιόρνταν, ο Μπορν άρχισε τη μεταφορά και την επέκταση των ιδεών του Χάιζενμπεργκ στη νέα γλώσσα, και υπέβαλαν την εργασία τους προς δημοσίευση. Μία συνέχεια υποβλήθηκε πριν το τέλος του έτους με τα ονόματα και των τριών. Περιείχε την εκπληκτική διατύπωση:

{\displaystyle pq-qp={h \over 2\pi i}I} ,

όπου τα p και q είναι οι πίνακες της θέσεως και της ορμής p ενός σωματίου, ενώ I είναι ο μοναδιαίος πίνακας. Πράγματι, ο πολλαπλασιασμός πινάκων δεν είναι αντιμεταθετική πράξη[24]. Αυτή η διατύπωση αποδίδεται εξ ολοκλήρου στον Μπορν, που επίσης απέδειξε ότι όλα τα στοιχεία που δεν είναι στη διαγώνιο είναι μηδέν. Ο Μπορν θεώρησε ότι η εργασία του με τον Γιόρνταν εμπεριείχε «τις σημαντικότερες αρχές της κβαντομηχανικής, μαζί και την επέκτασή της στην ηλεκτροδυναμική.»[24] Εξάλλου έθετε την προσέγγιση του Χάιζενμπεργκ πάνω σε μία αυστηρή μαθηματική βάση[26].

Ο Μπορν εξεπλάγη όταν έμαθε πως ο Πολ Ντιράκ είχε σκεφθεί πάνω στις ίδιες γραμμές με τον φοιτητή του. Σύντομα ο Βόλφγκανγκ Πάουλι χρησιμοποίησε τη νέα προσέγγιση για να υπολογίσει τις ιδιοτιμές της ενέργειας του ατόμου του υδρογόνου, και βρήκε πως συμφωνούσαν με το γνωστό πρότυπο του Μπορ. Η άλλη σημαντική προσέγγιση αναπτύχθηκε από τον Έρβιν Σρέντινγκερ, που χρησιμοποίησε την κυματική, κάτι που προσέλκυσε πολλούς εκείνη την εποχή καθώς προσέφερε τη δυνατοτητα της επιστροφής στην αιτιοκρατική κλασική φυσική. Ωστόσο, ο Μπορν δεν προσυπέγραφε την αιτιοκρατική προσέγγιση, εφόσον δεν υποστηριζόταν από το πείραμα[24] και προχώρησε στη διατύπωση της σήμερα καθιερωμένης ερμηνείας της κυματοσυναρτήσεως ως συναρτήσεως πυκνότητας πιθανότητας στην Εξίσωση Σρέντινγκερ, την οποία και δημοσίευσε τον Ιούλιο του 1926.[27][26]

Σε μία επιστολή του στον Μπορν με ημερομηνία 4 Δεκεμβρίου 1926, ο Αϊνστάιν έγραψε το περίφημο σχόλιό του για την κβαντομηχανική:

«Η κβαντομηχανική είναι ασφαλώς επιβλητική. Αλλά μια φωνή μέσα μου μού λέει πως δεν είναι ακόμα η πραγματική θεωρία. Μάς πληροφορεί για πάρα πολλά, αλλά δεν μάς φέρνει στ’ αλήθεια πλησιέστερα στο μυστικό του «Παλαιού των ημερών». Εγώ, εν πάση περιπτώσει, είμαι πεπεισμένος ότι Εκείνος δεν παίζει ζάρια.»[28]

Η παραπάνω πρόταση έγινε γνωστή και αναφέρεται συχνά ως «ο Θεός δεν παίζει ζάρια»[29].

Το 1928 πάντως ο Αϊνστάιν πρότεινε τους Χάιζενμπεργκ, Μπορν και Γιόρνταν για το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής[30] [31], αλλά μόνο ο πρώτος κέρδισε το Βραβείο Νόμπελ του 1932, ενώ οι Σρέντινγκερ και Ντιράκ μοιράστηκαν το Νόμπελ του 1933. Στις 25 Νοεμβρίου 1933 ο Μπορν έλαβε ένα γράμμα από τον Χάιζενμπεργκ, στο οποίο ανέφερε ότι είχε θέμα με τη συνείδησή του για το ότι αυτός μόνο είχε ανταμειφθεί με το Βραβείο «για δουλειά που είχε γίνει συνεργατικά στο Γκέτινγκεν — από εσένα, τον Γιόρνταν και μένα»[32]. Συνέχιζε λέγοντας πως η συνεισφορά των Μπορν και Γιόρνταν στην κβαντομηχανική δεν μπορεί να αναιρεθεί από «μία λάθος απόφαση εκ των έξω»[32]. Το 1954 επίσης, ο Χάιζενμπεργκ έγραψε ένα άρθρο που τιμούσε τον Πλανκ για τη διαίσθησή του το 1900, όπου πιστώνει στους Μπορν και Γιόρνταν την τελική μαθηματική διατύπωση της μηχανικής των πινάκων και υπογραμμίζει το πόσο σημαντικές ήταν οι συνεισφορές τους στην κβαντομηχανική, παρά το ότι δεν «αναγνωρίσθηκαν κατάλληλα δημοσίως»[33].

Μεταξύ όσων εκπόνησαν διδακτορική διατριβή υπό την επίβλεψη του Μπορν στο Γκέτινγκεν ήταν και οι Μαξ Ντελμπρύκ, Ζήγκφριντ Φλύγκε, Φρήντριχ Χουντ, Πασκουάλ Γιόρνταν, Μαρία Γκέπερτ-Μάγιερ (μαζί με την Μαρία Κιουρί οι μοναδικές γυναίκες κάτοχοι Νόμπελ Φυσικής), Λόταρ Βόλφγκανγκ Νόρντχαϊμ, Ρόμπερτ Οπενχάιμερ και Βίκτορ Βάισκοπφ[34][35]. Βοηθοί του Μπορν στο Ινστιτούτο Φυσικής του Πανεπιστημίου του Γκέτινγκεν ήταν μεταξύ άλλων και οι Ενρίκο Φέρμι, Χάιζενμπεργκ, Γκέρχαρντ Χέρτσμπεργκ, Φρήντριχ Χουντ, Πασκουάλ Γιόρνταν, Βόλφγκανγκ Πάουλι, Λεόν Ροζενφέλντ, Έντουαρντ Τέλερ και Γιουτζίν Γουίγκνερ[36]. Ο Βάλτερ Χάιτλερ έγινε βοηθός του Μπορν το 1928 και ολοκλήρωσε τη διατριβή του για υφηγεσία υπό την επίβλεψή του το 1929. Από τους παραπάνω, οι Ντελμπρύκ και Γκέπερτ-Μάγιερ τιμήθηκαν αργότερα με Βραβείο Νόμπελ.

 

source:wikipedia