第5話 ニールス・ボーア

文字数 1,535文字


ニールス・ボーア(1922)

1926年5月1日、24歳のハイゼンベルクは、コペンハーゲンのニールス・ボーア研究所で、大学講師とボーアの助手の地位に就いた。

ドイツの大学の伝統では、若い学者は最初の教授任命を受けることになっていた。大学教授のヴェルナーの父はこの慣例を知っていたので、コペンハーゲンのポストを蹴ってでも、ライプチヒの任命を受けるように強く勧めた。

しかし、今いるゲッチンゲンで、マックス・ボルン教授と学部長クーラントにアドバイスを求めると、コペンハーゲンでボーアと仕事をする素晴らしいチャンスを逃さず、ライプチヒへは行かないよう強く勧めた。クーラントは翌日、ボーアに(おそらく手紙で)次のように知らせた。

「ハイゼンベルクに、どんな状況であってもあなたのところに行くように強く勧めました。コペンハーゲンでの滞在は、科学研究でも人間面でも、大きな利益になるからです。ハイゼンベルクはライプチヒを心静かに見送ることができるでしょう」

さらに、ベルリンに招待されて行列力学の二時間の講義をみっちり行った際、アインシュタイン、ラウエ、ラーデンブルク、そしてユダヤ人で女性という二重の差別を受ける原子物理学者リーゼ・マイトナー(ベルリンの研究所には女子トイレがなく外部の飲み屋のトイレまで行ったと彼女の伝記で読んだ)は、ハイゼンベルクの物理学に疑いを抱いてはいたものの、異口同音にボーアのポストを選択し、ライプチヒのオファーを断るよう強く勧めた。

ベルリンの大物理学者たちは、ハイゼンベルクが後で別のポストを得られると確信していたのだ。

「もし私がよい論文を書き続けていれば、いつもほかからお呼びがかかり続けるだろう。そうでなければ、私にはそれだけの価値がないということだ」
とハイゼンベルクは考えた。

ハイゼンベルクは既に1923年7月(21歳のとき)に博士号を受けていたが、特に口頭試問で悪い成績だった。その頃ドイツは第一次世界後の天文学的なインフレに苦しんでいたが、ドイツ政府はドイツ全土の農地と工業用地を担保にしたレンテンマルク(RM)を導入し、ハイゼンベルクも、このレンテンマルクと電気物理学委員会からの助成金、それに一部マックス・ボルンのポケットマネーで生活した。

ゲッチンゲンの上司ボルンとさまざまな共同研究を行っていたハイゼンベルクは、1年間のコペンハーゲンの招待を受けた。ハイゼンベルクはゲッチンゲンを離れたが、それは一時的な離別だった。必要なら、いつでもドイツに戻れる選択の自由を保っておきたかった。
*************************************

ハイゼンベルクは20歳の1922年6月にゲッチンゲンでのボーアの講義に初めて出席し、当時博士号もないこの学生は、ニールス・ボーアの発言に強く反駁した。その後ボーアは、ハイゼンベルクを3時間にもなった長い午後の山歩きに誘った。ハイゼンベルクはボーアと親しく話して改めて物理学に目を開かれ、ボーアの方はこの学生の物理学における才能を確信した。

その後1924年5月15日~27日、ハイゼンベルクはコペンハーゲンのボーア研究所を訪問した。

さらに、1924年9月17日~1925年5月1日、ロックフェラー財団特別研究員として、奨学金を受けてボーア研究所に行った。

それを踏まえて1926年5月1日、ハイゼンベルクはコペンハーゲンで大学講師とニールス・ボーアの助手となった。

ハイゼンベルクは、ボーアを師と仰ぎ、父のように慕ったが、後には激しい物理学上の論争もあった。

しかし、ゾンマーフェルト、マックス・ボルンに続いて、ニールス・ボーアはハイゼンベルクの物理学と人間性をさらに発展させる貴重な教師となった。

ワンクリックで応援できます。
(ログインが必要です)

登場人物紹介

ヴェルナー・カール・ハイゼンベルクWerner Karl Heisenberg, 1901年12月5日 - 1976年2月1日)は、ドイツ理論物理学者行列力学不確定性原理によって量子力学に絶大な貢献をした。量子力学のほかにピアノが得意でベートーベンのソナタなどを弾く。趣味はスキーと山歩き。師のボーアとは後で激しい論争をし、涙を流すこともあった。1933年、量子力学の確立により1932年にノーベル物理学賞を受賞した。 彼は量子力学の哲学的側面も扱った。また、ナチスが政権を取ってからコペンハーゲンに行ったが、デンマークはナチスに占領され、ハイゼンベルクは原子爆弾について忠告しようとしたが、ボーアと気持ちがすれ違ってしまった。戦後、ナチスに両親を殺されたオランダ人との同僚ともしっくり行かなかった。ハイゼンベルクはナチス党員ではなかったが、ドイツで物理学の仕事を続けるため、ナチスの高官と妥協した。それを責められないと私は思うが、親を殺されたらしっくり行かないだろう。

ニールス・ヘンリク・ダヴィド・ボーアデンマーク語: Niels Henrik David Bohr[1]1885年10月7日 - 1962年11月18日)は、デンマークの理論物理学者[2]量子論の育ての親として、前期量子論の展開を指導、量子力学の確立に大いに貢献した。王立協会外国人会員。ユダヤ人。ハイゼンベルクの師。基本的には優秀でいい人なんだけど、物理学の議論になると、我を忘れることも。コペンハーゲンのニールス・ボーア研究所に来たシュレーディンガーは、ボーアの厳しい論争に病気になったし、ハイゼンベルクもボーアと不仲なときがあって、自分の失敗で涙を流したことが。1922年原子構造とその放射に関する研究でノーベル物理学賞を受賞。

ヴォルフガング・エルンスト・パウリWolfgang Ernst Pauli, 1900年4月25日 - 1958年12月15日)は、オーストリア生まれのスイスの物理学者。スピンの理論や、現代化学の基礎となっているパウリの排他律の発見などの業績で知られる。緑で塗ったらカッパみたいになった。カッパウリと呼んでくださいw。

アインシュタインの推薦により、1945年に「1925年に行われた排他律、またはパウリの原理と呼ばれる新たな自然法則の発見を通じた重要な貢献」に対してノーベル物理学賞を受賞した。
パウリはウィーンでヴォルフガング・ヨセフ・パウリとベルタ・カミラ・シュッツの間に生まれた。エルンストという彼のミドルネームは名付け親の物理学者エルンスト・マッハに敬意を表して付けられた。父方の祖父はユダヤ人で、名の知れた出版社の経営者だった[1]

ハイゼンベルクの批判精神にあふれた同僚で、ハイゼンベルクは何か新しいことを思いつくと、いつもパウリに連絡した(離れていたときは、当時は主に手紙で)。

エルヴィーン・ルードルフ・ヨーゼフ・アレクサンダー・シュレーディンガードイツ語: Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger [ˈɛɐ̯viːn ˈʃʁøːdɪŋɐ]1887年8月12日 - 1961年1月4日)は、オーストリア出身の理論物理学者

1926年波動形式の量子力学である「波動力学」を提唱。次いで量子力学の基本方程式であるシュレーディンガー方程式や、1935年にはシュレーディンガーの猫を提唱するなど、量子力学の発展を築き上げたことで名高い[3]

1933年イギリスの理論物理学者ポール・ディラックと共に「新形式の原子理論の発見」の業績によりノーベル物理学賞を受賞した[1][3]1937年にはマックス・プランク・メダルが授与された[2]

1983年から1997年まで発行されていた1000オーストリア・シリング紙幣に肖像が使用されていた。シュレディンガーとも表記される。デイビッド・C・キャシディ『不確定性』では「粋なオーストリアの物理学者」と紹介され、愛人が3人いて、子供もたくさんいたらしい。それはともかく、アインシュタイン+シュレーディンガー対ニールス・ボーア+ハイゼンベルクで物理学的に対立しており、感情的な言い争いになったこともあるそうだ。

アルベルト・アインシュタイン[注釈 1]: Albert Einstein[注釈 2][注釈 3][1][2]1879年3月14日 - 1955年4月18日)は、ドイツ生まれの理論物理学者ユダヤ人スイス連邦工科大学チューリッヒ校卒業。

特殊相対性理論および一般相対性理論、相対性宇宙論ブラウン運動起源を説明する揺動散逸定理光量子仮説による光の粒子と波動の二重性、アインシュタインの固体比熱理論、零点エネルギー、半古典型のシュレディンガー方程式ボース=アインシュタイン凝縮などを提唱した業績で知られる。当時は"無名の特許局員"が提唱したものとして全く理解を得られなかったが、著名人のマックス・プランクが支持を表明したことにより、次第に物理学界に受け入れられるようになった。

それまでの物理学の認識を根本から変え、「20世紀最高の物理学者」とも評される。特殊相対性理論や一般相対性理論が有名だが、光量子仮説に基づく光電効果の理論的解明によって1921年ノーベル物理学賞を受賞した。

アインシュタインはユダヤ人だったため、ドイツを去り、アメリカに移住した。「神はサイコロを振らない」と言って、ボーアのコペンハーゲン解釈による量子力学を一生認めなかった。


ルイ・ド・ブロイ(Louis Victor de Broglie)こと、第7代ブロイ公爵ルイ=ヴィクトル・ピエール・レーモン(Louis-Victor Pierre Raymond, 7e duc de Broglie 、1892年8月15日 - 1987年3月19日)は、フランス理論物理学者

彼が博士論文で仮説として提唱したド・ブロイ波(物質波)は、当時こそ孤立していたが、後にシュレディンガーによる波動方程式として結実し、量子力学の礎となった。電子の波動性の発見により1929年ノーベル物理学賞を受賞した。

細かい間違いはあったようだが(シュレーディンガーにも間違いはあった)、ド・ブロイにヒントを得て、シュレーディンガーは波動力学を生み出した。ボーアもハッキリしないところもあったし、ハイゼンベルクもミスしてベソをかいた。間違っていいから、みんなどんどん研究して物理学を発展させて欲しい。

ビューワー設定

文字サイズ
  • 特大
背景色
  • 生成り
  • 水色
フォント
  • 明朝
  • ゴシック
組み方向
  • 横組み
  • 縦組み