"Werner Heisenberg - Die Sprache der Atome - Leben und Wirken - Eine wissenschaftliche Biographie - Die ""Fröhliche Wissenschaft"" (Jugend bis Nobelpreis)" (eBook)

"Werner Heisenberg - Die Sprache der Atome - Leben und Wirken - Eine wissenschaftliche Biographie - Die ""Fröhliche Wissenschaft"" (Jugend bis Nobelpreis)" (eBook)

Mit seiner Entdeckung, dass sich Messwerte komplementärer Größen in der mikroskopischen Welt nicht beliebig genau bestimmen lassen, durchschnitt Werner Heisenberg den Gordischen Knoten zur Vollendung der von Planck, Einstein und anderen entwickelten Quantentheorie und eröffnete damit ein neues "goldenes Zeitalter" in der Physik des 20. Jahrhunderts. Auf der Grundlage der Dokumente aus seinem Leben und Wirken, d.h. der Urkunden, Briefe und Berichte von Zeitzeugen sowie der publizierten und unpublizierten Abhandlungen, Bücher und Artikel Heisenbergs - auch der später aufgefundenen, überwiegend aus dem Nachlass Heisenbergs stammenden Veröffentlichungen oder Manuskripten - entstand diese systematische Biographie Heisenbergs. Der Verfasser, der letzte Doktorand Heisenbergs, stützte sich weiterhin auf sachliche und persönliche Kenntnisse, vor allem eigene Erinnerungen an seinen Doktorvater und dessen Lehrer, Kollegen und Schüler. Im Interesse einer authentischen Biographie des theoretischen Physikers Heisenberg konnte auf die Darlegung der mathematischen Ansätze und der entsprechenden Ableitungen nicht ganz verzichtet werden. Diese Biographie richtet sich somit sowohl an ein wissenschaftlich gebildetes als auch an ein breiteres, an der Wissenschaft interessiertes Publikum und deckt die erste Phase Heisenberg Lebens bis zu seinem Nobelpreis 1933 ab. TOC:Vorbemerkung.- Prolog : Aufbruch zur modernen Physik 1895-1921-Strahlung und Atome, Quanten und Relativität.- Erster Teil: Jugend und Lehrjahre.- Einleitung.- Kapitel I Werner Heisenbergs Jugend.- Kapitel II Sommerfeld Optimismus und Heisenbergs Münchner Studium.- Kapitel III Die Göttinger Lehre: Hilberts Mathematik und Borns Physik.- Kapitel IV In der Spur von Niels Bohrs Physik und Philosophie.- Zweiter Teil : Die Geburt der Quantenmechanik und ihrer physikalischen Deutung.- Dramatisches Vorspiel.- Kapitel V. Der "Sonnenaufgang in Helgoland" und das "große Quantenei".- Kapitel VI. Die ersten Formulierungen der Quantenmechanik: Matrizenmechanik, Quantenalgebra und Operatorenmechanik.- Kapitel VII. Wellenmechanik, Quantenmechanik und Anschauung.- Kapitel VIII. "Unbestimmheit" und "Komplementarität": Der beschwerliche Weg zur physikalischen Interpretation der Quantenmechanik.- Dritter Teil Der Triumph der Quantenmechanik.- Vorspiel: Die Entstehung des "Kopenhagener Geistes der Quantentheorie" (1927 -1929).- Kapitel IX. Leipzig, das neue Zentrum der Atomphysik.- Kapitel X. Die Begründung neuer quantenmechanischer Theorien in Leipzig.- Kapitel XI. Weltreise und Weltruhm.- Kapitel XII. Aus dem Stillstand zu neuen Erweiterungen der Quantenmechanik.- Epilog 1933 Die Brüsseler Konferenz und der Nobelpreis.

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Inhaltsangabe

Vorwort und Vorbemerkungen ... 5
Inhaltsverzeichnis ... 16
Prolog: Der Aufbruch zur modernen Physik 1895-1921 ... 21
Teil I Jugend- und Lehrjahre ... 32
Einleitung ... 33
Kapitel 1 Werner Heisenbergs Jugend ... 34
1.1 Vorfahren von Werner Heisenberg und seine Kinderjahre 1901-1907 ... 34
1.2 Ein guter Start, unruhige Schuljahre und das glänzende Abitur Herbst 1907 bis Sommer 1920 ... 41
1.3 Eine prägende Erfahrung: Beginn der frohen jugendbewegten Zeit 1919-1921 ... 57
1.4 Die Gruppe Heisenberg bei den Neupfadfindern Herbst 1921 bis Herbst 1922 ... 69
Kapitel 2 Sommerfelds Optimismus und Heisenbergs Münchner Studium ... 83
2.1 Arnold Sommerfeld und seine Münchner Schule 1906-1921 ... 87
2.2 Heisenbergs Studium, seine halben Quanten und die Zusammenarbeit mit Sommerfeld über den anomalen Zeeman-Effekt und andere spektroskopische Probleme Herbst 1920 bis Sommer 1922 ... 107
2.3 Erste Erfolge in einer hydrodynamischen Frage und das Turbulenzproblem Juni 1921 bis Oktober 1922 ... 132
2.4 Abschluss der Doktorarbeit und die Beinahe-Katastrophe im Examen rigorosum März bis Juli 1923 ... 141
Kapitel 3 Die Göttinger Lehre. Hilberts Mathematik und Borns Physik ... 159
3.1 Die Mathematische Tradition Göttingens, David Hilbert und sein physikalischer Meisterschüler Max Born ... 167
3.2 Borns neuer Assistent Heisenberg und die Bemühungen um das Heliumproblem Winter 192223 ... 187
3.3 Heisenbergs Finnlandreise, Inflation und Politik in der Heimat Sommer bis Herbst 1923 ... 201
3.4 Borns Schule und die Vorahnung einer Quantenmechanik Herbst 1923 bis Sommer 1924 ... 214
Kapitel 4 In der Spur von Niels Bohrs Physik und Philosophie ... 238
4.1 Einleitung: Niels Bohrs Persönlichkeit und Entwicklung bis 1920 ... 238
4.2 Bohr und der Weg vom Triumph in die Krise der Atomtheorie 1921-1923 ... 242
4.3 Heisenbergs Osterbesuch und die Erfolge der neuen Kopenhagener Strahlungstheorie Herbst 1923 bis Sommer 1924 ... 255
4.4 Zum höheren Ruhm des Korrespondenzprinzips: Harmonie mit Bohr und Konkurrenz mit Kramers September bis Dezember 1924 ... 274
4.5 Der besondere Schwindel oder Heisenbergs erfolgreiche Modelle komplexer Atome Dezember 1924 bis März 1925 ... 297
Teil II Die Geburt der Quantenmechanik und ihrer physikalischen Deutung ... 313
Dramatisches Vorspiel ... 314
Kapitel 5 Der Sonnenaufgang in Helgoland und das große Quantenei ... 322
5.1 Einleitung ... 322
5.2 Vom Wasserstoffatom zum anharmonischen Oszillator Mai bis Anfang Juni 1925 ... 327
5.3 Der Durchbruch zur Quantenmechanik in Helgoland 8. bis 18. Juni 1925 ... 336
5.4 Beobachtbare Größen in der Quantenmechanik und Quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen Ende Juni bis 9. Juli 1925 ... 347
5.5 Heisenbergs Englandfahrt und sein Abschied von Termzoologie und Zeemanbotanik Juli bis August 1925 ... 364
Kapitel 6 Die ersten mathematischen Formulierungen der Quantenmechanik: Matrizenmechanik, Quantenalgebra und Operatorenmechanik ... 373
6.1 Vorbemerkung ... 373
6.2 Born und Jordan begründen die Matrizenmechanik Juli bis September 1925 ... 375
6.3 Das magnum opus der Matrizenmechanik: Die Drei-Männer-Arbeit September bis November 1925 ... 391
6.4 Paulis Matrizenlösung des Wasserstoffproblems, Diracs Quantenalgebra, Lanczos' feldmäßige Darstellung und die Operatorenmechanik von Born und Wiener Oktober 1925 bis Januar 1926 ... 417
6.5 Zweideutiger Zwang oder der Elektronenspin von Uhlenbeck und Goudsmit in der Quantenmechanik Oktober 1925 bis März 1926 ... 441
Kapitel 7 Quantenmechanik, Wellenmechanik und Anschauung ... 461
7.1 Der Ruf nach Kopenhagen und Heisenbergs Beziehungen zu Einstein Sommer 1925 bis April 1926 ... 461
7.2 Intermezzo: De Broglies Materiewellen und Schrödingers Wellenmechanik November 1922 bis März 1926 ... 476
7.3 Heisenbergs quantenmechanische Resonanz und die Lösung des Heliumproblems April bis August 1926 ... 497
7.4 Das anschauliche oder das statistische Atom: Die Auseinandersetzungen der Quantenmechaniker mit Schrödinger Frühjahr bis Oktober 1926 ... 515
Kapitel 8 Unbestimmtheit oder Komplementarität: Der beschwerliche Weg zur physikalischen Interpretation der Quantenmechanik ... 538
8.1 Einleitung ... 538
8.2 Moleküle, Fluktuation und quantentheoretische Transformationstheorie Oktober 1926 bis Februar 1927 ... 541
8.3 Heisenbergs Diskussionen mit Bohr und Pauli und seine Entdeckung der Unbestimmtheitsbeziehungen Oktober 1926 bis März 1927 ... 565
8.4 Heisenbergs Streit mit Bohr und der Ruf nach Deutschland April bis August 1927 ... 587
8.5 Die Volta-Konferenz in Como und Bohrs Komplementaritätsprinzip September bis Oktober 1927 ... 602
Teil III Der Triumph der Quantenmechanik ... 615
Vorspiel: Die Entstehung des Kopenhagener Geistes der Quantentheorie 1927-1929 ... 616
Kapitel 9 Leipzig, das neue Zentrum der Atomphysik ... 642
9.1 Einleitung: Heisenbergs Weg nach Leipzig Mai bis November 1927 ... 642
9.2 Die Physiktradition an der ehrwürdigen Universitas Lipsiensis ... 645
9.3 Professor Heisenberg lebt sich in Leipzig ein Oktober 1927 bis Februar 1929 ... 659
9.4 Der neue Institutschef Peter Debye und die LeipzigerUniversitätswoche ... 673
9.5 Der dritte Professor im Leipziger Physikalischen Institut: Wentzel und sein Nachfolger Friedrich Hund ... 685
Kapitel 10 Die Begründung neuer quantenmechanischer Theorien in Leipzig ... 695
10.1 Einleitung ... 695
10.2 Anfänge der Heisenberg-Pauli'schen Quantelektrodynamik, Jordans zweite Quantelung und Diracs relativistische Elektronentheorie Februar 1926 bis Mai 1928 ... 697
10.3 Heisenbergs Lösung des Rätsels Ferromagnetismus Mai bis Juli 1928 ... 714
10.4 Die ersten Schüler Heisenbergs: Bloch, Peierls und die Metallelektronen Frühjahr 1928 bis Februar 1929 ... 728
10.5 Der Kunstgriff in der Heisenberg-Pauli'schen Quantenelektrodynamik Herbst 1928 bis März 1929 ... 746
Kapitel 11 Weltreise und Weltruhm ... 762
11.1 Reisevorbereitungen mit Dirac und Heisenbergs Fahrt in den WildenWesten März bis Juli 1929 ... 762
11.2 Chicagoer Vorlesungen über Die Physikalischen Prinzipien der Quantentheorie ... 776
11.3 Ausbau der Heisenberg-Pauli'schen Quantenelektrodynamik Mai bis Juli 1929 ... 791
11.4 Reisen mit Dirac in den USA und Japan und Heisenbergs Rückkehr von Japan über Indien nach Leipzig Frühjahr bis Oktober 1929 ... 804
Kapitel 12 Aus dem Stillstand zu neuen Erweiterungen der Quantenmechanik ... 823
12.1 Einleitung ... 823
12.2 Das Leipziger Physikalische Institut von Debye, Heisenberg und Hund 1929-1931 ... 826
12.3 Neue Probleme der Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik, Betazerfall sowie philosophische Diskussionen mit Bohr und Moritz Schlick 1929-32 ... 848
12.4 Quantenelektrodynamische Probleme und theoretische Überlegungen zur Höhenstrahlung Ende 1931 bis April 1932 ... 875
12.5 Heisenbergs Begründung der Theorie der Atomkerne und der Kernkräfte 1932 ... 898
Epilog 1933: Die Brüsseler Konferenz und der Nobelpreis ... 930
E.1 Die 7. Solvay-Konferenz: Kernphysik und neue Elementarteilchen der Materie ... 931
E.2 Die Krönung der Quantenmechanik: Nobelpreise für Heisenberg, Schrödinger und Dirac im Dezember 1933 ... 944
Bibliographie und Quellen ... 958
A.1 Ungedruckte Dokumente ... 958
A.2 Foto-Nachweis ... 959
B. Gedruckte Dokumente: Briefeditionen und Gesammelte Werke ... 960
C. Biografien, Festschriften, Handbuchartikel und Forschungsberichte, physikalische und physikhistorische Monographien ... 962
D. Wissenschaftliche und wissenschaftshistorische Artikel ... 968
Abkürzungen von häufiger zitierten Zeitschriftentiteln ... 968
Artikel ... 969
Verzeichnis der Bildtafeln ... 987
Namensverzeichnis ... 989

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Inhaltsangabe

Aus dem Inhalt:
Vorbemerkung.- Prolog : Aufbruch zur modernen Physik 1895-1921-Strahlung und Atome, Quanten und Relativität.- Erster Teil: Jugend und Lehrjahre.- Einleitung.- Kapitel I Werner Heisenbergs Jugend.- Kapitel II Sommerfeld Optimismus und Heisenbergs Münchner Studium.- Kapitel III Die Göttinger Lehre: Hilberts Mathematik und Borns Physik.- Kapitel IV In der Spur von Niels Bohrs Physik und Philosophie.- Zweiter Teil : Die Geburt der Quantenmechanik und ihrer physikalischen Deutung.- Dramatisches Vorspiel.- Kapitel V. Der Sonnenaufgang in Helgoland" und das große Quantenei".- Kapitel VI. Die ersten Formulierungen der Quantenmechanik: Matrizenmechanik, Quantenalgebra und Operatorenmechanik.- Kapitel VII. Wellenmechanik, Quantenmechanik und Anschauung.- Kapitel VIII. Unbestimmheit" und Komplementarität": Der beschwerliche Weg zur physikalischen Interpretation der Quantenmechanik.- Dritter Teil Der Triumph der Quantenmechanik.- Vorspiel: Die Entstehung des KopenhagenerGeistes der Quantentheorie" (1927 -1929).- Kapitel IX. Leipzig, das neue Zentrum der Atomphysik.- Kapitel X. Die Begründung neuer quantenmechanischer Theorien in Leipzig.- Kapitel XI. Weltreise und Weltruhm.- Kapitel XII. Aus dem Stillstand zu neuen Erweiterungen der Quantenmechanik.- Epilog 1933 Die Brüsseler Konferenz und der Nobelpreis.