Kvantová fyzika i vývoj jaderné zbraně pro nacisty: Čím se proslavil Werner Heisenberg?
Werner Heisenberg se významně podílel na objevu kvantové mechaniky, díky čemuž získal také Nobelovu cenu za fyziku. Pomocí maticového výpočtu sestavil matematický model atomu, ale nejvíce jej proslavil tzv. Heisenbergův princip neurčitosti. Jeho životopis ale obsahuje i řadu nejasností, které se týkají převážně Heisenbergova vědeckého působení za dob nacistického Německa.
Úvodní fotografie: Německá poštovní známka vydaná k příležitosti 100. výročí od narození Wernera Heisenberga. Foto: Volné dílo Wikimedia Commons
Werner Karl Heisenberg se narodil 5. prosince 1901 ve Würzburgu v rodině středoškolského učitele. Heisenbergovo mimořádné matematické a fyzikální nadání upoutávalo pozornost jeho vyučujících už na gymnáziu a od roku 1920 také na univerzitě v Mnichově, kde studoval u Arnolda Sommerfelda, který patřil k průkopníkům atomové a kvantové fyziky.
Werner Heisenberg: Životopis plný neobvyklých vědeckých úspěchů
Svoji první vědeckou práci publikoval již během 2. semestru studia, kdy se věnoval převážně hydrodynamice. Brzy se však začal zajímat o různé problémy spadající do oblasti kvantové fyziky. V roce 1922 se stal odborným asistentem proslulého matematika a fyzika Maxe Borna na univerzitě v Göttingenu, kde o rok později získal doktorát.
Heisenberg často čerpal motivaci a inspiraci k další vědecké práci ze setkání s jinými uznávanými vědci jako byl Albert Enstein a především pak kapacita v oblasti atomové a jaderné fyziky Niels Bohr, se kterým jej později pojilo rozsáhlé společné bádání i osobní přátelství.
Ještě než se Werner Heisenberg stal profesorem v Göttingenu, publikoval řadu úspěšných vědeckých prací, ve kterých např. objasnil princip nekomutativního násobení aplikovatelný u matic. V roce 1925 potom společně s Maxem Bornem a Pascualem Jordanem vydali publikaci Zur Quantenmechanik II, kterou položili základní kámen kvantové mechaniky.
Heisenberg proslul také svým matematickým modelem popisu atomu (tzv. Heisenbergova rovnice). V roce 1927 se stal vedoucím katedry fyziky na univerzitě v Lipsku. Věnoval se feromagnetismu, teorii kvantového pole a cestoval po vysokých školách a vědeckých institucích po celém světě.
Heisenbergův princip neurčitosti
Werner Heisenberg se také zabýval lidskými hranicemi poznání atomu. Došel k závěru, že jakékoli zdokonalení měřícího zařízení nepovede k získání naprosto přesných výsledků, protože dráhu a rychlost elektronů tj. jejich polohu a hybnost nelze nikdy určit se stejnou přesností. Jinými slovy u těchto dvou vzájemně propojených veličin, čím přesněji změříme polohu částice, tím nepřesněji určíme její hybnost a naopak.
Uranverein (Uranový spolek): Sabotáž nacistického atomového snu?
Heisenbergova role na výzkumu, který měl nacistům přinést atomovou bombu, není dodnes ve všech aspektech objasněná. Řada nacistických vědců začala po válce šířit historky o záměrném zdržování vývoje bomby z morálních důvodů a tiché sabotáži nacistických válečných cílů. K této představě také pomohla knižní i divadelní zpracování tohoto atraktivního tématu, kde se pravda a fikce mísily v různých poměrech.
Později zveřejněné archivní dokumenty však v mnoha případech odhalily nepříjemnou pravdu o aktivní účasti vědců a jejich sympatiích k nacistickým ideálům. Heisenberg nikdy nebyl nacista a ani se nestal členem NSDAP, před válkou však zemi neopustil a po jejím propuknutí stanul v čele výzkumu s cílem sestrojit jaderný reaktor a bombu. A byl to údajně právě Heisenberg, kdo nacisty nadchl pro myšlenku využít jadernou energii pro výrobu ničivé zbraně.
Anketa
V dubnu 1939 byl zahájen projekt Uranverein (tzv. Uranový spolek), ke kterému byla přizvána celá řada významných německých vědců. Heisenberg se ze začátku věnoval hlavně separaci izotopů a měření jaderných konstant. Později byl pod jeho vedením sestaven možná první jaderný reaktor na světě. Jednalo se o kouli vyplněnou uranem, parafinem a těžkou vodou.
Ačkoli nakonec za nejasných okolností vybuchl, k omezenému jadernému štěpení zde došlo. Další jaderný reaktor již s kontrolovanou řetězovou štěpnou reakcí byl o něco později sestrojen v Berlíně.
Při operaci Epsilon Heisenberga odposlouchávali
Němečtí vědci jadernou bombu nedokončili nejspíše z vícero důvodů. Jedním z nich byl určitě malý zájem Adolfa Hitlera, kterému se zdál potřebný čas na vývoj takové zbraně příliš dlouhý a navíc se prý obával nedozírného ničivého potenciálu atomových zbraní. Nacisté se však také potýkali s velkým nedostatkem štěpného materiálu.
Koncem 2. světové války proběhla operace Epsilon. Spojenci zatkli Wernera Heisenberga spolu s dalšími členy Uranového spolku a odvezli je na několik měsíců do Anglie, aby odposloucháváním jejich hovorů zjistili, jak blízko jsou nacisté k sestrojení jaderné zbraně. Naštěstí se dozvěděli, že německý jaderný program se zasekl v počátcích.
Po válce se Heisenberg veřejně postavil proti jaderným zbraním
Události v Hirošimě a Nagasaki, o kterých se Heisenberg dozvěděl ještě během svojí internace v Anglii, jej velmi zasáhly. Teoretizovat a sestavovat jadernou bombu je něco jiného než ji reálně použít na hustě obydlená města. Heisenbergův postoj k jaderným zbraním tak nabral zcela jiný směr.
V 50. letech se veřejně připojil k 80 vědcům ve známé Göttingenské výzvě proti atomovým zbraním v Německu a svůj podpis ani na žádost tehdejšího kancléře Konráda Adenauera neodvolal. Werner Heisenberg zemřel 1. února 1976 na rakovinu.
Zajímavosti ze života Wernera Heisenberga
- Byl aktivním sportovcem a horolezcem.
- Hrál výborně na klavír a patřil k milovníkům vážné hudby.
- Před zadržením v květnu 1945 prý ze svého pracoviště uprchnul na kole, na kterém pak během tří dnů ujel 250 km, aby se ukryl ve svém letním domě, kde byl ale nakonec dopaden.
- Na nátlak kancléře na odvolání podpisu Göttingenské výzvy odpověděl Ovidiovými verši: „Počátkům nemoci braň, je pozdě pak chystat léky, když se už prodlením dlouhým rozmohla choroba tvá.“
- Na jaře 1968 navštívil Heisenberg Prahu a uskutečnil zde přednášku ve Fyzikálním ústavu Karlovy univerzity, o kterou byl obrovský zájem.
