Γιατί ο Χάιζενμπεργκ πήρε χαμηλό βαθμό στο διδακτορικό του; (Μια ιστορία)

Ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ στο Γκέτινγκεν (1924).
(Από wikipedia)

Τον Μάιο του 1923, ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ ευρισκόμενος στο Γκέτινγκεν, όπου είχε πάει για λίγους μήνες κοντά στον Max Born (Μαξ Μπορν), επέστρεψε στο Μόναχο για να τελειώσει το τελευταίο εξάμηνο των σπουδών του και να γράψει την διδακτορική του διατριβή. Υπεύθυνος (μέντορας) για την διδακτορική εργασία του Χάιζενμπεργκ ήταν ο Arnold Sommerfeld (Άρνολντ Σόμερφελντ), ο οποίος μόλις είχε επιστρέψει από τις ΗΠΑ όπου είχε μεταβεί ως επισκέπτης καθηγητής για ένα εξάμηνο. Αυτός, γνωρίζοντας τη φήμη του Χάιζενμπεργκ για αμφιλεγόμενες λύσεις σε προβλήματα στην κβαντική θεωρία, του πρότεινε η διατριβή του να έχει θέμα από τον πιο παραδοσιακό τομέα της υδροδυναμικής.

Ο Χάιζενμπεργκ, εκτός από την συγγραφή της διδακτορικής θέσης, έπρεπε επίσης να παρακολουθήσει ένα τετράωρο εργαστηριακό μάθημα πειραματικής φυσικής κοντά στον καθηγητή Wilhelm Wien (Βίλελμ Βιέν). Ο Βιέν, ως παραδοσιακός πειραματικός φυσικός, επέμενε ότι κάθε φυσικός, ακόμη και ο Χάιζενμπεργκ που ήταν ένας ήδη γνωστός θεωρητικός φοιτητής, όφειλε να είναι πλήρως προετοιμασμένος στην πειραματική φυσική. Ο Βιέν και ο Σόμερφελντ συμμετείχαν και οι δύο στην τελική προφορική εξέταση του Χάιζενμπεργκ και έπρεπε και οι δύο να συμφωνήσουν και να του βάλουν προβιβάσιμο βαθμό στη φυσική.

Το πιστοποιητικό για την λήψη του διδακτορικού από τον Χάιζενμπεργκ.

Κατά την διάρκεια συγγραφής της διατριβής του, ο Χάιζενμπεργκ παρακολούθησε και τις εργαστηριακές ώρες στο εργαστήριο του Βιέν, με αποτελέσματα που δεν ικανοποίησαν ιδιαίτερα τον Βιέν. Το θέμα της θέσης του Χάιζενμπεργκ ήταν "Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmen" («Σχετικά με την σταθερότητα και την αναταραχή των υγρών ρευμάτων», δημοσίευση στο περιοδικό ANNALEN der PHYSIK, τόμος 74, τεύχος 15, 1924). Στις 10 Ιουλίου 1923, ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ υπέβαλε στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου την διδακτορική του εργασία που εκτεινόταν σε 59 σελίδες.

Άρνολντ Σόμερφελντ

Πώς όμως είχε προκύψει αυτό το θέμα για διδακτορική εργασία; Εκείνη την εποχή ο Σόμερφελντ είχε συνάψει ένα συμβόλαιο με την εταιρεία που ήταν υπεύθυνη για την ομαλή διοχέτευση των νερών του ποταμού Isar μέσω του Μονάχου. Η έρευνα θα έπρεπε να καταλήξει σε μία πρόταση για την ομαλή μετάβαση ενός ρέοντος υγρού που έχει στρωτή ροή σε τυρβώδη ροή.

Το θέμα ήταν ένα εξαιρετικά δύσκολο μαθηματικό πρόβλημα. Ακόμη και ο χαρισματικός Χάιζενμπεργκ, που συνήθως πρότεινε παραπάνω από μία λύση, εδώ προσέφερε μόνο μία κατά προσέγγιση λύση. Ο ίδιος ο Σόμερφελντ έγραψε αργότερα: «Δεν θα πρότεινα ένα θέμα αυτής της δυσκολίας ως διατριβή σε κανέναν από τους άλλους μαθητές μου».

Η Σχολή αποδέχθηκε την διατριβή και ο Βιέν δέχτηκε να δημοσιευτεί. Βέβαια, το 1926 ο μαθηματικός Fritz Noether (Φριτς Νέτερ) εξέφρασε αντιρρήσεις για τα αποτελέσματα της εργασίας. Χρειάστηκε να περάσει σχεδόν ένα τέταρτο του αιώνα μέχρι τελικά αυτά να επιβεβαιωθούν.

Μαξ Μπορν

Η αποδοχή της διατριβής από την Σχολή είχε σαν αποτέλεσμα ο Χάιζενμπεργκ να γίνει δεκτός στην τελική προφορική εξέταση. Η εξεταστική επιτροπή αποτελούνταν από τους Σόμερφελντ και Βιέν ως εκπρόσωποι του τμήματος φυσικής, μαζί με εκπροσώπους των μαθηματικών και της αστρονομίας, που ήταν τα δύο δευτερεύοντα μαθήματα που είχε επιλέξει ο Χάιζενμπεργκ. Το τελικό αποτέλεσμα θα προέκυπτε από τον βαθμό της διατριβής και τον βαθμό των προφορικών.

Στις 23 Ιουλίου 1923 ο Χάιζενμπεργκ εμφανίστηκε ενώπιον της επιτροπής των τεσσάρων καθηγητών έτοιμος να αντιμετωπίσει τις ερωτήσεις τους. Οι ερωτήσεις για την φυσική από τον Σόμερφελντ και αυτές για τα μαθηματικά απαντήθηκαν εύκολα από τον νεαρό Χάιζενμπεργκ. Τα προβλήματα άρχισαν με τις ερωτήσεις στην αστρονομία και μεγάλωσαν με την πειραματική φυσική.

Βίλελμ Βιέν

Στην εργαστηριακή του δουλειά ο Χάιζενμπεργκ έπρεπε να χρησιμοποιήσει μια συσκευή για παρατήρηση φωτεινών κυμάτων, συγκεκριμένα ένα συμβολόμετρο Fabry - Perot, μια συσκευή με την οποία ο Βιέν είχε ασχοληθεί εκτενώς στη διδασκαλία του. Αλλά ο Χάιζενμπεργκ δεν είχε ιδέα πώς δουλεύει το συμβολόμετρο, ούτε ήταν σε θέση να χρησιμοποιήσει όργανα όπως το τηλεσκόπιο και το μικροσκόπιο. Η οργή του Βιέν για την άγνοια του Χάιζενμπεργκ εκτοξεύτηκε όταν στην επόμενη ερώτησή του για το πώς λειτουργεί μια μπαταρία, ο νεαρός Χάιζενμπεργκ φάνηκε να τα έχει τελείως χαμένα. Μετά από την αποτυχία του Χάιζενμπεργκ να απαντήσει στις ερωτήσεις εργαστηριακού ενδιαφέροντος, ο Βιέν, εξοργισμένος, δεν ήθελε να τον περάσει, ανεξάρτητα από το πόσο λαμπρός ήταν σε άλλους τομείς.

Νιλς Μπορ

Η απόφαση του Βιέν να «κόψει» τον Χάιζενμπεργκ προκάλεσε επιτόπου μια έντονη διαφωνία του με τον Σόμερφελντ σχετικά με τη σχετική σημασία της θεωρίας και του πειράματος. Το αποτέλεσμα ήταν ο Χάιζενμπεργκ να πάρει τον χαμηλότερο από τους τρεις προβιβάσιμους βαθμούς στη φυσική και τον ίδιο συνολικό βαθμό για το διδακτορικό του, καθώς αυτός ο βαθμός ήταν ο μέσος όρος μεταξύ του υψηλότερου βαθμού του Σόμερφελντ και του χαμηλότερου βαθμού του Βιέν.

Το τελικό αποτέλεσμα ήταν ένα ισχυρότατο σοκ, όχι μόνο για τον Σόμερφελντ, αλλά κυρίως για τον Χάιζενμπεργκ, που ήταν συνηθισμένος να είναι πάντα στην κορυφή της τάξης του. Το ίδιο βράδυ ο Σόμερφελντ έκανε ένα μικρό πάρτι στο σπίτι του, στην προσπάθειά του να φτιάξει την πολύ κακή διάθεση του Χάιζενμπεργκ. Εκείνος όμως, αφού παρέμεινε λίγο στο σπίτι του μέντορά του, γύρισε στο δωμάτιό του, έφτιαξε την βαλίτσα του και αναχώρησε με το μεταμεσονύκτιο τρένο για το Γκέτινγκεν.

Ο Χάιζενμπεργκ στη διάρκεια διδασκαλίας του.

Όπως είχα σημειώσει στην αρχή, την προηγούμενη φοιτητική περίοδο ο Χάιζενμπεργκ είχε εργαστεί δίπλα στον Μαξ Μπορν στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν. Ο Μπορν, πολύ ευχαριστημένος από την συνεργασία τους, του  είχε ήδη προτείνει να τον προσλάβει ως βοηθό διδασκαλίας του για το επόμενο διδακτικό έτος. Έτσι, το πρωί της άφιξης του στο Γκέτινγκεν, βρίσκουμε τον Χάιζενμπεργκ στο γραφείο του Μπορν να του εξηγεί για την πανωλεθρία των προφορικών του και να τον ρωτά δειλά: «Αναρωτιέμαι αν θέλεις ακόμα να με έχεις κοντά σου». Ο Μπορν δεν απάντησε αμέσως θέλοντας να επανεξετάσει τις ερωτήσεις που είχε χάσει ο Χάιζενμπεργκ. Πείθοντας τον εαυτό του ότι οι ερωτήσεις ήταν «μάλλον δύσκολες», ο Μπορν τελικά απάντησε θετικά στον Χάιζενμπεργκ για την προσφορά της θέσης. 

Η βαθμολογία του Χάιζενμπεργκ για το Summer Semester (Καλοκαιρινή Περίοδος) του 1922
στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου. Φαίνονται οι βαθμολογίες των:
Herzfeld ("Magnetism", "Nernst's theorem of heat"), 
Lindemann ("Theory of eliptic functions"), Seeliger ("Some chapters of the 3-body problem"),
Sommerfeld ("Optics", "Electro and Magnetooptic", "Problems in optics", "Seminar").
Οι καλύτερες βαθμολογίες είναι με τους χαμηλότερους βαθμούς!

Το ερχόμενο φθινόπωρο του 1923, ο πατέρας του Βέρνερ, ανησυχώντας για την πρόοδο του γιου του, έστειλε επιστολή στον πειραματικό φυσικό James Franck (Τζέιμς Φρανκ) του Πανεπιστημίου του Γκέτινγκεν, ζητώντας του να αναλάβει προσωπικά την πειραματική εκπαίδευση του Βέρνερ. Ο Φρανκ έκανε ό,τι καλύτερο μπορούσε, αλλά τελικά δεν κατάφερε να ξεπεράσει την πλήρη έλλειψη ενδιαφέροντος του Χάιζενμπεργκ για το εργαστήριο, με αποτέλεσμα να εγκαταλείψει την προσπάθεια.

Η ζωή τελικά έδειξε ότι ο νεαρός Βέρνερ Χάιζενμπεργκ μπορούσε θαυμάσια να εξελιχτεί σ’ έναν εξαιρετικό καθαρά θεωρητικό φυσικό!

Κλείνω αυτή την ιστορία παραθέτοντας το γεγονός ότι, όταν ο Χάιζενμπεργκ είχε διατυπώσει την «αρχή της αβεβαιότητας» χρειάστηκε να χρησιμοποιήσει μικροσκόπιο για την επιβεβαίωση και τα αποτελέσματα που πήρε ήταν λάθος. Όταν ο Μπορ του επισήμανε το λάθος, ο Χάιζενμπεργκ ταράχτηκε συναισθηματικά και ήρθε σε ρήξη μαζί του. Αυτή η αντίδραση του Χάιζενμπεργκ ώθησε τον Μπορ να διατυπώσει τις δικές του απόψεις για το θέμα, οι οποίες τελικά οδήγησαν στη λεγόμενη ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής της Κοπεγχάγης ("Αρχή της συμπληρωματικότητας").

Σημειώσεις του Χάιζενμπεργκ.

Σημείωση: Το περιεχόμενο της ανάρτησης στηρίχτηκε σε άρθρο του Αμερικανού καθηγητή της Ιστορίας των Επιστημών David Cassidy, που δημοσιεύτηκε τον Ιανουάριο του 1998 στο APS News (τόμος 7, τεύχος 1), με τίτλο "The Sad Story of Heisenberg's Doctoral Oral Exam" ("Η θλιβερή ιστορία της προφορικής εξέτασης του Heisenberg για το διδακτορικό του").

• Διαβάστε την ίδια ιστορία με τίτλο "ανθρώπινες ιστορίες με τη Φυσική να κρατάει το τέμπο" από τον φυσικό Γιώργο Φασουλόπουλο, στον ιστότοπο "ylikonet" (25/12/2016). Ένα κείμενο - αφιέρωμα στον αείμνηστο Ανδρέα Ιωάννου Κασσέτα, ένα χρόνο μετά τον οδυνηρό χαμό του.

• Ο ιστότοπος της Heisenberg Society.

• Το γενεαλογικό δέντρο της Οικογένειας Heisenberg.

Πηγή:  American Physical Society (APS)

Σαν σήμερα... 1901, γεννήθηκε ο Werner Karl Heisenberg.

Werner Karl Heisenberg
(Από history-biography)

Σαν σήμερα, στις 5 Δεκεμβρίου 1901, γεννήθηκε στο Wurzburg (Βόρτσμπουργκ) της Γερμανίας ο Werner Karl Heisenberg (Βέρνερ Καρλ Χάιζεμπεργκ), ο θεωρητικός φυσικός που υπήρξε ένας από τους θεμελιωτές της Κβαντομηχανικής. 
Πατέρας του ήταν ο Kaspar Ernst August Heisenberg και μητέρα του η Annie Wecklein. Ο πατέρας του ήταν καθηγητής Ελληνικών, αρχικά στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση και αργότερα, από το 1910, βοηθός καθηγητής στην έδρα της Μεσαιωνικής και Νεώτερης Ελληνικής φιλολογίας στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου. O Βέρνερ είχε ένα μεγαλύτερο αδελφό, τον μετέπειτα χημικό Erwin Heisenberg (1900–1965).      

Ο πατέρας Χάιζεμπεργκ με τους δυο γιους του το 1914, πριν την
αναχώρησή του για να συμμετάσχει στον Α' Π. Πόλεμο. Αριστερά ο Erwin και δεξιά ο Βέρνερ. 
(Από AIP/Niels Bohr Library & Archives, Emilio Segrè Visual Archives General Collection)

Το 1911 ο Βέρνερ γράφτηκε στο Γυμνάσιο Maximilians του Μονάχου και από πολύ νωρίς εντυπωσίασε τους καθηγητές του με την επίδοσή του στα μαθηματικά. Η ομαλή πορεία των σπουδών του εμποδίστηκε από τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο. Εκτός από τα μαθηματικά και τη φυσική, έδειχνε πολύ ενδιαφέρον και είχε καλές επιδόσεις στο σκάκι και στο πιάνο.

Μετά τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο, ως έφηβος, έγινε μέλος στην ομάδα νέων "Pfadfinders" ("Ιχνηλάτες") η οποία τελικά έγινε μια Χιτλερική ομάδα νέων.

Οικογενειακή φωτογραφία των Heisenberg στο πατρικό σπίτι, στο Osnabrück.
Ο Βέρνερ διακρίνεται όρθιος, τρίτος από αριστερά. Ο πατέρας του όρθιος, 
δεύτερος από δεξιά και η μητέρα του καθιστή, δεύτερη από δεξιά (δεκαετία του '20).

Το 1920 ξεκίνησε να σπουδάζει φυσική και μαθηματικά στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου και στη συνέχεια κατά τη διάρκεια του χειμώνα του 1922-1923 πήγε στο  Gottingen για να συνεχίσει τη μελέτη του στη φυσική. 
Σπούδασε κοντά στους Arnold Sommerfeld, Wilhelm Wien, Max Born, James Franck  και David Hilbert. Ιδιαίτερα ο Sommerfeld τον ενθάρρυνε στην ατομική φυσική και τον έφερε κοντά με το έργο του Niels Bohr (Νιλς Μπορ) στην κβαντική φυσική. 
Το 1923 πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο του Μονάχου υπό την επίβλεψη του Sommerfeld και έγινε βοηθός του Max Born στο Πανεπιστήμιο του Gottingen. Το 1924 απόκτησε το δικαίωμα διδασκαλίας στο Gottingen. Το 1924 πήρε υποτροφία από το  Ίδρυμα Rockefeller για το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, όπου δούλεψε με την επίβλεψη του Niels Bohr μέχρι το 1925.

Ο Χάιζεμπεργκ το 1926.

Το 1925 δημοσιεύεται στο περιοδικό Zeitschrift fur Physik η εργασία του πάνω στη κβαντομηχανική, η οποία οδήγησε στην ανακάλυψη αλλοτροπικών μορφών υδρογόνου. 

Το 1926, ο Χάιζεμπεργκ διορίστηκε καθηγητής στη θεωρητική φυσική στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, κάτω από το Niels Bohr και το 1927, όταν ήταν μόνο 26 ετών, διορίστηκε καθηγητής της θεωρητικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Λειψίας.

Ο Χάιζεμπεργκ (μέσον) με τον Πάουλι (αρ.) και τον Φέρμι (δεξ.)
στη λίμνη Κόμο, το 1927. 

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ο Χάιζεμπεργκ ανέπτυξε τις «μήτρες μηχανικής» ("matrix mechanics") στην κβαντομηχανική σε συνεργασία με τον Max Born και τον Pascual Jordan. 

Στις αρχές του 1929 ο Χάιζεμπεργκ με τον Wolfgang Pauli (Βόλφγκαγκ Πάουλι) δημοσίευσαν την πρώτη από τις δύο εργασίες που αποτέλεσαν το θεμέλιο για την σχετικιστική κβαντική θεωρία πεδίου.

Ο Χάιζεμπεργκ (άκρη δεξιά) με τον Ρώσο συγγραφέα Ivan Bunin, 
τον Αυστριακό φυσικό Erwin Schrodinger και τον Βρετανό φυσικό
Paul Dirac την τελετή απονομής των βραβείων Νόμπελ 1933.   

Το 1932, ο Βέρνερ Χάιζεμπεργκ πήρε το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική "για τη δημιουργία της κβαντικής μηχανικής, τις εφαρμογές που αυτή έχει και μεταξύ άλλων, οδήγησε στην ανακάλυψη των αλλοτροπικών μορφών του υδρογόνου". Το βραβείο δόθηκε σε τελετή που έγινε τον επόμενο χρόνο, 1933. (Γι' αυτό οι βραβευμένοι του 1932 και 1933 εμφανίζονται μαζί.)

Ο Χάιζενμπεργκ έκανε πολλά ταξίδια σε χώρες όπως η Ιαπωνία, η Ινδία, η Βρετανία, οι ΗΠΑ και άλλες χώρες όπου τον καλούσαν είτε ως ομιλητή είτε ως διδάσκοντα.

(Από αρ. προς δεξ.) Η μητέρα του Χάιζεμπεργκ, η σύζυγος του Schrodinger,
η μητέρα του Dirac, ο Dirac, ο Χάιζεμπεργκ και ο Schrodinger
(Δεκέμβριος 1933, σιδηροδρομικός σταθμός Στοκχόλμης).

Στις 29 Απριλίου 1937 ο Χάιζενμπεργκ παντρεύτηκε στο Βερολίνο την Elisabeth Schumacher. Το ζευγάρι γνωρίστηκε στις 27 Ιανουαρίου 1937 σε μια συναυλία όπου ο Χάιζεμπεργκ είχε παίξει πιάνο κι έμειναν μαζί μέχρι το τέλος της ζωής του. Ο Χάιζεμπεργκ ήτανε καλός μουσικός κι εύρισκε στη μουσική την ίδια ομορφιά που έβρισκε στα μαθηματικά και τη φυσική.

Το 1937 ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ κατέλαβε την έδρα της Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου, στη θέση του Sommerfeld. (Συμπτωματικά κι εκείνος είχε γεννηθεί στις 5 Δεκεμβρίου.) Αυτή την επιλογή προσπαθούσαν να παρεμποδίσουν οι ναζιστικοί κύκλοι για αρκετά χρόνια, επειδή ο Χάιζενμπεργκ είχε υποστηρίξει εργασίες που είχαν δημοσιεύσει επιστήμονες εβραϊκής καταγωγής όπως ο Αϊνστάιν και η Λίζε Μάιτνερ (συνεργάτης του χημικού Όττο Χαν). 

Ο Βέρνερ Χάιζεμπεργκ με την γυναίκα του 
Elisabeth Schumacher το 1937.

Το 1940 με την έναρξη του πολέμου αναγκάστηκαν να υποχωρήσουν οι ναζί, επειδή οι γνώσεις του Χάιζενμπεργκ ήταν απαραίτητες για τις έρευνες στην πυρηνική φυσική. Δεν είναι γνωστό με πόσο ζήλο εργάστηκε για την κατασκευή μιας «ναζιστικής» ατομικής βόμβας, πάντως δεν έδειξε ποτέ ότι επηρεάζονταν οι επιστημονικές εργασίες του από τις συνθήκες ζωής υπό το χιτλερικό καθεστώς, με συνθήκες παγκόσμιου πολέμου, με διωγμούς ή διαφυγές συναδέλφων του από τη Γερμανία κ.ά.. 

(Πρώτη σειρά) Christian Klein, Νιλς Μπορ και Βέρνερ Χάιζενμπεργκ,
στη διάσκεψη της Κοπεγχάγης, 1930.

Οι επίσημες σχέσεις του με το ναζιστικό καθεστώς ήταν μάλλον ουδέτερες και τυπικές, αφού ποτέ δεν αντιτάχθηκε σε αυτό, αλλά απ΄ ό,τι φαίνεται, ήταν κατά βάθος εχθρικός προς την πολιτική του. Κατά τη διάρκεια του πολέμου, συνεργάστηκε με τον Ότο Χαν, ο οποίος συνδέεται με την ανακάλυψη της πυρηνικής σχάσης, για την ανάπτυξη ενός πυρηνικού αντιδραστήρα.  Οι ιστορικοί βέβαια συνεχίζουν τους δημόσιους διάλογους για το ρόλο που ο Χάιζεμπεργκ έπαιξε κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου πολέμου.

Ο Χάιζεμπεργκ συζητά με τον Hideki Yukawa στο Λιντάου το 1956.

Έχει υπάρξει μια τεράστια συζήτηση για το αν ο Χάιζεμπεργκ εργάστηκε δραστήρια για το πυρηνικό πρόγραμμα των ναζί (άποψη της μιας πλευράς) ή αν εργαζόμενος, σαμποτάρισε την εξέλιξη της έρευνας (άποψη της άλλης πλευράς).

Ο Άγγλος συγγραφέας Michael Frayn ασχολείται με αυτό το θέμα στο θεατρικό του έργο "Κοπεγχάγη". Το έργο αναφέρεται στην φανταστική συζήτηση των δύο διάσημων φυσικών Βέρνερ Χάιζενμπεργκ και Νιλς Μπορ, όταν ο Χάιζεμπεργκ είχε επισκεφτεί τον Μπορ στην Κοπεγχάγη. Το τρίτο πρόσωπο του έργου είναι η σύζυγος του Μπορ, Μαργκρέτε. Το έργο θέτει ερωτήματα γύρω από την πορεία της επιστήμης, της πολιτικής, αλλά και την σχέση των δύο φυσικών, κατά τον 20ό αιώνα.

Το 2002 έγινε κινηματογραφική μεταφορά του έργου, από τον Howard Davies ως παραγωγή του BBC και παρουσιάστηκε στο δίκτυο PBS στις Ηνωμένες Πολιτείες, με τους Daniel Craig (Heisenberg), Stephen Rea (Niels Bohr) και Francesca Annis  (Margrethe Bohr) (dvd).

Κώστας Καζάκος, Αφροδίτη Γρηγοριάδου και 
Τάκης Βουτέρης, από την παράσταση "ΚΟΠΕΓΧΑΓΗ"
στο θέατρο ΤΖΕΝΗ ΚΑΡΕΖΗ (2002).
(Από την εφημερίδα ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ)

Στο τέλος του πολέμου, ο Χάιζεμπεργκ και άλλοι Γερμανοί φυσικοί, συνελήφθησαν από τα αμερικανικά στρατεύματα και στάλθηκαν στην Αγγλία. Το 1946 επέστρεψε στη Γερμανία και αναδιοργάνωσε, μαζί με άλλους συναδέλφους του, το ίδρυμα για τη φυσική στο Gottingen. Αυτό το ίδρυμα, το 1948, μετονομάστηκε σε Ινστιτούτο Max Planck για τη φυσική.

Ο Χάιζεμπεργκ σχεδίασε τον πρώτο μεταπολεμικό πυρηνικό αντιδραστήρα της Γερμανίας, αλλά ασχολήθηκε και με τη διατύπωση θεωριών σε σχέση με την υδροδυναμική, τη δομή των ατομικών πυρήνων, τον σιδηρομαγνητισμό, την κοσμική ακτινοβολία και τα στοιχειώδη σωμάτια.

Ο Χάιζεμπεργκ (δεξ.) με τους νομπελίστες φυσικούς John Bardeen (αρ.) 
και Isidor Isaac Rabi (κεν.), στις 2 Ιουλίου 1962.

Όμως το όνομα του Χάιζεμπεργκ είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με την "αρχή της αβεβαιότητας" ή της απροσδιοριστίας. Η θεωρία του βασίστηκε μόνο σε αυτό που μπορεί να παρατηρηθεί, δηλαδή, στην ακτινοβολία που εκπέμπεται από το άτομο. Υποστήριξε πως δεν μπορούμε να είμαστε βέβαιοι για την ορμή και τη θέση ενός σωματιδίου όσον αφορά την κβαντική φυσική και ο βασικός λόγος γι' αυτό είναι ότι ο ίδιος ο παρατηρητής αποτελεί μέρος του πειράματος και το επηρεάζει σε τέτοιο βαθμό, έτσι ώστε δεν μπορεί να γνωρίζει ο ίδιος αν τα διάφορα σωματίδια θα είχαν την ίδια συμπεριφορά, αν αυτός δεν ήταν εκεί: "Εάν η μέτρηση της θέσης έχει γίνει με αβεβαιότητα Δx και μια ταυτόχρονη μέτρηση ορμής έχει γίνει με αβεβαιότητα Δp, τότε το γινόμενο των δύο αβεβαιοτήτων δεν μπορεί να γίνει  μικρότερο από την τάξη του μεγέθους ħ) (ħ προφέρεται "έιτς μπαρ" - η ανηγμένη σταθερά του Planck, ħ = h/2π). Στην εργασία του αυτή ο Χάιζεμπεργκ σημείωνε προσεκτικά ότι οι αναπόφευκτες αβεβαιότητες Δx και Δp δεν προέρχονται από ατέλειες των πραγματικών συσκευών μέτρησης, αλλά από αυτήν καθ΄ αυτήν την κβαντική συμπεριφορά της ύλης.  

Η αφρόκρεμα της διανόησης της φυσικής στην 5η Διεθνή 
Διάσκεψη Solvay για "Ηλεκτρόνια και Φωτόνια", τον Οκτώβριο 1927. 
Ο Χάιζεμπεργκ διακρίνεται στην σειρά των ορθίων, τρίτος από δεξιά.

Η αρχή της αβεβαιότητας αποτελεί όχι μόνο μια από τις βασικότερες αρχές της κβαντικής μηχανικής, αλλά εισήγαγε μια επανάσταση στα θεμέλια της φυσικής αποτελώντας την αρχή για μια νέα φιλοσοφική θεώρηση της δομής της ύλης, του Σύμπαντος και των δυνατοτήτων του ανθρώπου. Όπως όμως συνήθως συμβαίνει με τις μεγάλες ανακαλύψεις, έτσι κι εδώ, όταν πρωτοδιατυπώθηκε αυτή η αρχή, δεν αναγνωρίστηκε από τους συναδέλφους του Χάιζεμπεργκ και χρειάστηκαν περίπου 10 χρόνια για να γίνει πλήρως αποδεκτή. Λαθεμένα θεωρήθηκε, ότι ο Χάιζεμπεργκ αναφέρεται σε μια αδυναμία στο πείραμα για να μπορέσουμε να πάρουμε μετρήσεις ταυτόχρονα για τη θέση και την ορμή των σωματιδίων, δηλαδή μια πρόκληση για τις ικανότητες των πειραματιστών κι έτσι άρχισε προσπάθεια να επινοηθούν διάφορα πειράματα που θα αποδείκνυαν το λάθος του. Βέβαια αυτό αποτελούσε μάταιο στόχο, αφού δεν ήταν καθόλου αυτός ο ισχυρισμός του.

Χάιζεμπεργκ και Μπορ το 1934.

Στην πορεία του προς τη διατύπωση αυτής της αρχής, ο Χάιζεμπεργκ αντιμετώπισε διάφορα προβλήματα. Το σημαντικότερο από αυτά ήταν το πρόβλημα της γλώσσας.
Έτσι, ασχολούμενος με αυτό το πρόβλημα και ψάχνοντας για ένα τρόπο όσο το δυνατόν καλύτερο για την περιγραφή των κβαντικών φαινομένων, έφτασε στη δημιουργία  αφηρημένων μαθηματικών δομών, που τις αποκάλεσε "μήτρες" ("πίνακες").
Αυτή ήταν και η «νέα γλώσσα» που χρησιμοποίησε ως εργαλείο περιγραφής και όπως φάνηκε στη συνέχεια δεν εφαρμοζόταν μόνο στα συγκεκριμένα πειράματα. Όταν εφάρμοσε τη θεωρία του στα μόρια που αποτελούνται από δύο παρόμοια άτομα, βρήκε μεταξύ άλλων ότι το μόριο του υδρογόνου πρέπει να υπάρχει με δύο διαφορετικές μορφές που θα πρέπει να εμφανίζονται σε κάποια δεδομένη αναλογία η μία με την άλλη. Αυτή η πρόβλεψη του Χάιζεμπεργκ αργότερα επιβεβαιώθηκε πειραματικά.

Ο Χάιζεμπεργκ στην ομιλία του κατά την τελετή αναγόρευσής του
ως επίτιμου διδάκτορα στο ΕΜΠ (1966).
(Από αρχείο ΕΡΤ)

Ο Χάιζεμπεργκ είχε επηρεαστεί σημαντικά από δύο άλλους μεγάλους φυσικούς: τον Niels Bohr (Νιλς Μπορ) και τον Άλμπερτ Αϊνστάιν. 

Από τον πρώτο υιοθέτησε τις αρχές του κοινωνικού και διαλογικού χαρακτήρα της επιστημονικής ανακάλυψης. Την αρχή της αντιστοιχίας ανάμεσα στη μακροφυσική και μικροφυσική, τον ενεργό ρόλο του επιστήμονα. Μαζί με τον Μπορ ανέπτυξε την φιλοσοφία της συμπληρωματικότητας για την περιγραφή των νέων φυσικών μεταβλητών, καθώς και μια κατάλληλη μέθοδο μέτρησης για καθεμιά από αυτές. Η νέα αυτή αντίληψη της διαδικασίας μέτρησης ενισχύει τον ενεργό ρόλο του επιστήμονα, ο οποίος εκτελώντας μετρήσεις αλληλεπιδρά με το παρατηρούμενο αντικείμενο, με αποτέλεσμα το τελευταίο να αποκαλύπτεται όχι όπως πραγματικά είναι, αλλά επηρεασμένο σε κάποιο βαθμό από τη μέθοδο της μέτρησης. 

Επετειακό λεύκωμα του ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος για τα 30 χρόνια λειτουργίας του.
Στο κάτω μέρος η φωτογραφία είναι από την επίσκεψη του Χάιζεμπεργκ στον Δημόκριτο.
(Από τον συνάδελφο Eddie Laganas)

Από τον δεύτερο, τον Αϊνστάιν, αποδέχθηκε την αρχή της απλότητας ως κριτηρίου για την περιγραφή της κεντρικής τάξης της Φύσης, καθώς και την θεωρία της αξιοποίησης των επιστημονικών παρατηρήσεων.

Στη διάρκεια της ζωής του τιμήθηκε με πάρα πολλά βραβεία και μετάλλια, όπως του Τάγματος Αξίας της Βαυαρίας, το βραβείο Romano Guardini, το Μεγάλο Σταυρό για Ομοσπονδιακή Υπηρεσία στην Γερμανία, το μετάλλιο Max-Planck κ.α. Εκλέχτηκε μέλος πολλών επιστημονικών ενώσεων όπως της Royal Society, των Ακαδημιών Επιστημών του Göttingen, της Σουηδίας, της Ρουμανίας, της Ισπανίας, της Ποντίφικα, της American Academy of Sciences κλπ. 

Ήταν πρόεδρος του Γερμανικού Συμβουλίου Έρευνας και του Ιδρύματος Alexander von Humboldt.

Αριστερά ο χημικός Frederik Soddy με τον Βέρνερ Χάιζενμπεργκ στο Λιντάου το 1956.
Στην πίσω σειρά φαίνεται ο Πάουλι. 

Στις 7 Μαΐου 1966 ο Χάιζενμπεργκ αναγορεύτηκε σε επίτιμο διδάκτορα από το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). 

Ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ πέθανε στο σπίτι του στο Μόναχο, σε ηλικία 75 ετών, στις 1 Φεβρουαρίου 1976. Ο θάνατός του προήλθε από καρκίνο των νεφρών και της χοληδόχου κύστης. Ο τάφος του βρίσκεται στο νεκροταφείο Waldfriedhof του Μονάχου.

Στις 6 Φεβρουαρίου 2002, ανακοινώθηκε ότι η οικογένεια του Νίλς Μπορ αποφάσισε να δώσει στη δημοσιότητα και τα έντεκα έγγραφα που βρίσκονται στο Αρχείο Niels Bohr, είτε γραμμένα είτε υπαγορευμένα από τον ίδιο τον Μπορ, σχετικά με τη συνάντηση του Μπορ και του Χάιζενμπεργκ, τον Σεπτέμβριο του 1941. Η απόφαση ελήφθη προκειμένου να αποφευχθούν πιθανές παρεξηγήσεις σχετικά με το περιεχόμενο των εγγράφων. Τα έγγραφα συμπληρώνουν και επιβεβαιώνουν προηγούμενες δημοσιευμένες δηλώσεις των αναμνήσεων του Μπορ από τη συνάντηση, ειδικά εκείνες του γιου του Aage Bohr.

Μπορ και Χάιζενμπεργκ στο Τυρόλο της Αυστρίας το 1932.
Ως συνήθως, ο Μπορ φαίνεται να καταγράφει κάποιες σημειώσεις.
(Από Niels Bohr Archive/University of Copenhagen)

Κατά τα έτη 2012-2015, ένα μεγάλο μέρος εγγράφων από το αρχείο του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ περιήλθε στην κατοχή των Αρχείων της Max Planck Society. Οι εργασίες του Χάιζενμπεργκ αποτελούν μία από τις σημαντικότερες συλλογές στην ιστορία της επιστήμης του 20ού αιώνα. Έτσι, τα Αρχεία της Max Planck Society, η Βιβλιοθήκη του Πανεπιστημίου της Λειψίας και το Ινστιτούτο Φυσικής του Πανεπιστημίου της Λειψίας έχουν ξεκινήσει ένα έργο από κοινού, με στόχο την καταλογογράφηση και ψηφιοποίηση των επιστημονικών εργασιών του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ. Μετά την ολοκλήρωση αυτής της πολύχρονης διαδικασίας, τα επιστημονικά έγγραφα του Χάιζενμπεργκ θα παρουσιαστούν στο διαδίκτυο, σύμφωνα με τους κανόνες τήρησης των πνευματικών δικαιωμάτων.

Ο οικογενειακός τάφος του Χάιζεμπεργκ.

• Ένα δημοσίευμα με τίτλο "Η αληθινή δράση του Χάιζενμπεργκ" από την ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ.

• Η τελετή της αναγόρευσης του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ σε επίτιμο διδάκτορα από ΕΜΠ. 

• Η ομιλία του Χάιζενμπεργκ στη Στοκχόλμη για τη βράβευσή του με το Νόμπελ Φυσικής, στις 11 Δεκεμβρίου 1933.

Αναμνηστικό γραμματόσημο της Γερμανίας 
για τον Βέρνερ Χάιζεμπεργκ.

• Ένα αφιέρωμα 6 δεκαπεντάλεπτων επεισοδίων για τη ζωή του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ.

• "Τι είναι η αρχή αβεβαιότητας του Χάιζενμπεργκ;" Ένα σύντομο βίντεο (4.43) του Chad Orzel με ελληνικούς υπότιτλους σε μετάφραση της Δέσποινας Μακρή.

• Γνωρίστε τα προγράμματα Epsilon και Alsos προσέγγισης Γερμανών επιστημόνων μετά τον πόλεμο.

• Η ομιλία του Χάιζενμπεργκ στην 6η Συνάντηση των κατόχων βραβείου Νόμπελ, στο Lindau (Λιντάου) της Βαυαρίας, το 1956. Τίτλος ομιλίας: "Προβλήματα στη θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων" (γερμανικά, 37:44).

• Ο ιστότοπος της Heisenberg Society.

Ο Χάιζενμπεργκ κατά την ομιλία του στην 6η Συνάντηση των κατόχων βραβείου Νόμπελ.
( Λιντάου, 1956)

• Η βιογραφία του Χάιζενμπεργκ από την physics world.

• Η βιογραφία του Χάιζενμπεργκ από την Royal Society.

• Η αλληλογραφία του Χάιζενμπεργκ με την γυναίκα του Elisabeth Schumacher.

• Το αρχείο του Βέρνερ Χάιζενμπεργκ στο Niels Bohr Library & Archives του American Institute of Physics (AIP).

• Σχετικά με την απελευθέρωση των εγγράφων που αναφέρονται στη συνάντηση Μπορ - Χάιζενμπεργκ το 1941. 

• Μερικά ενδιαφέροντα αποφθέγματα του Χάιζενμπεργκ. 

Πηγές: Today in Science History,   Το σύμπαν που αγάπησα,  nobelprize,  wikipedia,                      mathshistory,  ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ, 

Σαν σήμερα..., 1926, γεννήθηκε ο νομπελίστας φυσικός Tsung-Dao Lee.

Tsung-Dao Lee
(από τον ιστότοπο The Pontifical Academy of Sciences)

Σαν σήμερα, στις 24 Νοεμβρίου 1926,  γεννήθηκε στη Σαγκάη της Κίνας ο φυσικός Tsung-Dao Lee (Ζουνγκ-Ντα Λι, κινέζικα: 李政道) που ασχολήθηκε στη Θεωρητική Φυσική με την μελέτη των στοιχειωδών σωματιδίων, επιλύοντας αρκετά μακροχρόνια επιστημονικά προβλήματα. Το 1957 μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής με τον Τσεν Νινγκ Γιανγκ. Ο Λι ήταν το τρίτο στη σειρά από τα έξι παιδιά (πέντε αγόρια κι ένα κορίτσι) του Chun-Κang Lee (Ζουγκ-Κονγκ Λι) και της Ming-Chang Chang (Μιγκ-Τσανγκ Τσανγκ). Ο πατέρας του Λι ήταν χημικός, από τους πρώτους απόφοιτους του Πανεπιστημίου της Nanking (Νανκίν) και ήταν βιομήχανος και έμπορος χημικών λιπασμάτων.

Ο Ζουνγκ-Ντα Λι (δεξιά) με τους συμπατριώτες του
Zhu Guangya και Yang Zhenning όταν σπούδαζαν στις ΗΠΑ.
(Από Εγκυκλοπαίδεια Baidu)

Ο Λι παρακολούθησε το μεγαλύτερο μέρος της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσής του στη Σαγκάη, στο Γυμνάσιο που ήταν συνδεδεμένο με το Πανεπιστήμιο Soochow (Σουτσόου) και στο Γυμνάσιο της Jiangxi (Τζίανγκσι). Όμως, λόγω του Δεύτερου Σινο-Ιαπωνικού πολέμου, ο Λι δεν μπόρεσε να ολοκληρώσει τις σπουδές του στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Παρ’ όλα αυτά, το 1943 ο Λι έκανε αίτηση κι έγινε δεκτός στο Πανεπιστήμιο Che Kiang (Σι Κινγκ, σήμερα Πανεπιστήμιο Zhejiang – Τσέτσανγκ) για να σπουδάσει χημικός μηχανικός. Πολύ σύντομα ο Λι έδειξε το ταλέντο του στις σπουδές του, ενώ παράλληλα αυξήθηκε το ενδιαφέρον του για την Φυσική. Μετά από παρότρυνση των καθηγητών φυσικής Shu Xingbei και Wang Ganchang μεταπήδησε στο Τμήμα Φυσικής του Εθνικού Πανεπιστημίου Σι Κινγκ, όπου σπούδασε την διετία 1943-1944.

(Από αρισ.)  Ο Τσεν Νινγκ Γιανγκ, η σύζυγος του Γιανγκ, Chih Li,
η σύζυγος του Λι, Jeannette και ο Ζουνγκ-Ντα Λι. Μπροστά τα παιδιά τους.
(Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, Οκτώβριος 1957)
(Από Εγκυκλοπαίδεια Baidu)

Το 1945, ο Λι υποχρεώθηκε ν’ αφήσει το Εθνικό Πανεπιστήμιο Σι Κινγκ και να συνεχίσει τις σπουδές του στο National Southwestern Associated University στο Kunming (Κουμίνγκ) της επαρχίας Γιουνάν, λόγω της ιαπωνικής στρατιωτικής προέλασης. Σ’ αυτό το πανεπιστήμιο συνέχισε τις σπουδές στη φυσική με την επίβλεψη του καθηγητή Ta-You Wu.

Το 1946, έχοντας ολοκληρώσει μόλις το δεύτερο έτος των σπουδών του στη φυσική, πήρε υποτροφία της κινεζικής κυβέρνησης για μεταπτυχιακές σπουδές στις Ηνωμένες Πολιτείες και συγκεκριμένα στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. 

Ο Λι το 1956 στο γραφείο του.
(Από National Portrait Gallery, Smithsonian Institution)

Ήταν, η κινεζικής καταγωγής πειραματική φυσικός Chien-Shiung Wu (Τσεν-Σονγκ Βου) που είχε ακούσει για τις επιδόσεις του Λι και τον πρότεινε για την υποτροφία. Από το 1946 ως το 1950, ο Λι σπούδασε στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο κι εκεί ο Enrico Fermi (Ενρίκο Φέρμι) τον επέλεξε ως διδακτορικό φοιτητή του. Είναι άξιο απορίας το πώς ο Φέρμι μπόρεσε να «δει» σ’ αυτό το νεαρό φοιτητή, ένα λαμπρό μελλοντικό επιστήμονα, που το 1950 είχε πάρει ήδη το διδακτορικό του με θέμα της διατριβής του «Η περιεκτικότητα σε υδρογόνο των λευκών νάνων αστέρων» (Δημοσίευση στο περιοδικό Astrophysical Journal, τόμος 111, σελ. 625).

Το 2007, σε συνέντευξη που είχε δώσει ο Ζουνγκ-Ντα Λι στον Adam Smith (Άνταμ Σμιθ), αρχισυντάκτη του ιστότοπου Nobelprize.org, με αφορμή την επέτειο των 50 χρόνων από την βράβευσή του με το Νόμπελ Φυσικής, είχε ρωτηθεί πώς τον είχε επιλέξει ο Φέρμι ως διδακτορικό φοιτητή, αφού δεν κουβαλούσε κάποιες ξεχωριστές περγαμηνές από τις σπουδές του στην Κίνα και δεν είχε καν ολοκληρώσει τις βασικές σπουδές στη φυσική.

Η Chien-Shiung Wu με τους φυσικούς Ζουγκ-Ντα Λι (δεξιά) και
L.W. Mo (μέση) κατά τη διάρκεια του πειράματος για τον έλεγχο
διατήρησης της ομοτιμίας.

Στην απάντησή του ο Λι, προφανώς χαριτολογώντας, είπε ότι τώρα είναι δύσκολο να ρωτήσουμε τον Φέρμι γιατί τον επέλεξε, αλλά αυτός ήταν ο μοναδικός θεωρητικός φοιτητής («theory student») που είχε ο Φέρμι εκείνη την εποχή στην ολιγομελή φοιτητική ομάδα που είχε επιλέξει και συνεργαζόταν. Οι άλλοι φοιτητές ήταν πειραματικοί. Όπως μάλιστα επισήμανε, αυτό ήταν πολύ χρονοβόρο (για τον Φέρμι), γιατί κάθε βδομάδα αφιέρωνε ένα απόγευμα για να κουβεντιάζει μαζί του, την εποχή που ο Φέρμι ήταν στο απόγειο της επιστημονικής του καριέρας.

Το 1950 ο Λι παντρεύτηκε με την Jeannette Hui-Chun Chin και απέκτησαν 2 γιους, τον James Lee που γεννήθηκε το 1952 (πρύτανης της Σχολής Ανθρωπιστικών και Κοινωνικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ) και τον Stephen Lee (χημικός) που γεννήθηκε το 1955.

Στη διάρκεια των ετών 1950-53, ο Λι εργάστηκε ως ερευνητικός συνεργάτης και λέκτορας στο Αστρονομικό Παρατηρητήριο Yerkes στο Ουισκόνσιν, στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνιας και στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών (IAS), στο Πρίνστον. Στο Πρίνστον ξαναβρέθηκε με τον Τσεν Νινγκ Γιανγκ, τον οποίο γνώριζε από τις μέρες του Κουμίνγκ.

(Από αριστερά) Ζουνγκ-Ντα Λι, Μαντάμ Wu, Chen Qibao, Hu Shih, 
Lan Rujuan (σύζυγος του Qibao) και Paul Kwang Tsien Sih το 1957. 
(Από Wikipedia)

Ο Λι γρήγορα έγινε ευρύτερα γνωστός στον επιστημονικό κόσμο, ειδικά για το έργο του στα στοιχειώδη σωματίδια, τη στατιστική μηχανική, τη θεωρία πεδίου, την αστροφυσική και τη φυσική συμπυκνωμένης ύλης, έχοντας προσφέρει λύση σε αρκετά πολύπλοκα, χρονίζοντα προβλήματα. Εκείνη την εποχή ο Ρόμπερτ Οπενχάιμερ τον επαίνεσε ως έναν από τους πιο λαμπρούς θεωρητικούς φυσικούς που ήταν τότε γνωστοί, του οποίου το έργο χαρακτηριζόταν από «αξιοσημείωτη φρεσκάδα, ευελιξία και στυλ».

Το 1953, ο Λι εντάχθηκε στο διδακτικό προσωπικό του Πανεπιστημίου Κολούμπια ως Επίκουρος Καθηγητής. Εκεί συνάντησε και την Chien-Shiung Wu που εργαζόταν ως πειραματικός φυσικός από το 1944.

Στην πίσω σειρά αριστερά ο Γιανγκ και δεξιά ο Λι 
στη Στοκχόλμη, τον Δεκέμβριο του 1957.
Μπροστά, αριστερά η σύζυγος του Λι, Jeannette Hui-Chun Chin 
και δεξιά η μετέπειτα σύζυγος του Γιανγκ, Chih Li Tu.
(Από το facebook του Nobel Prize)

Ευρισκόμενος στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια, το 1955 έγινε Αναπληρωτής Καθηγητής και το 1956, πριν κλείσει τα 30, Τακτικός Καθηγητής. Σε αυτή την ηλικία, ο Λι ήταν τότε ο νεότερος τακτικός καθηγητής στην ιστορία της σχολής του Πανεπιστημίου Κολούμπια. Παρέμεινε στο Κολούμπια μέχρι την συνταξιοδότησή του.

Η πρώτη εργασία του Λι ήταν πάνω σ’ ένα μοντέλο κβαντικήςθεωρίας πεδίου, γνωστότερο ως μοντέλο Lee. Σύντομα, η προσοχή του στράφηκε στη σωματιδιακή φυσική και στο αναπτυσσόμενο παζλ των διασπάσεων του μεσονίου Κ. Στις αρχές του 1956, ο Λι συνειδητοποίησε ότι το κλειδί για τη λύση του παζλ ήταν η μη διατήρηση της ομοτιμίας (parity).

Ας σταθούμε όμως λίγο, για να δούμε τι είναι η ομοτιμία (parity).

Η συμμετρία αποτελεί θεμελιώδη ιδέα για τη Φυσική. Η φύση δεν διακρίνει μεταξύ του «αριστερά» και του «δεξιά». Αν εκτελέσουμε ένα πείραμα και παρατηρήσουμε το είδωλό του στον καθρέπτη θα διαπιστώσουμε ότι αυτά τα δύο είναι πανομοιότυπα. Το δεύτερο θα πρέπει να αποτελεί τέλεια κατοπτρική ανάκλαση του πρώτου. Στα μαθηματικά η διατήρηση της ομοτιμίας συνεπάγεται ότι μια εξίσωση της φυσικής πρέπει να παραμείνει αναλλοίωτη κατά την εναλλαγή αριστερού-δεξιού.

Ο Λι (αριστερά) και ο Γιανγκ (δεξιά) σε αίθουσα του Ινστιτούτου
Προχωρημένων Σπουδών (IAS) στο Πρίνστον.

Στο χώρο των σωματιδίων, υπάρχουν τρεις κύριες συμμετρίες. Ο κατοπτρισμός ως προς τον χρόνο T (Τime Reversal), ο κατοπτρισμός ως προς τον χώρο (Space Inversion), που λέγεται ομοτιμία P (Parity) και ο κατοπτρισμός ως προς το φορτίο C (Charge Conjugation). Και οι τρεις μαζί λέγονται CPT. Το νόμο της διατήρησης της ομοτιμίας (parity) είχε ανακαλύψει ο Eugene Wigner (Γιουτζίν Γουίγκνερ) την δεκαετία του 1930 κι έγινε αναπόσπαστο μέρος της Κβαντικής Φυσικής. Η ομοτιμία P που δεν συναντάται στην κλασσική Φυσική, περιγράφει δύο τιμές που μπορεί να πάρει ένα σωμάτιο, την άρτια και την περιττή. Και η διατήρηση της κράτησε μέχρι το 1956.

Έτσι, φτάνουμε στο 1956 που ο Λι, συνεργαζόμενος με τον επίσης νεαρό συμπατριώτη του Chen-Ning Yang (4 χρόνια μεγαλύτερος από τον Λι), υπέθεσαν ότι η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση δεν υπακούει στη συμμετρία Ρ, γιατί το σωματίδιο φορέας της ασθενούς αλληλεπίδρασης μποζόνιο W, έχει μάζα και φορτίο. Αυτό σημαίνει ότι η ασθενής αλληλεπίδραση ανάγκασε το Σύμπαν να εξελιχθεί διαφορετικά απ' ό,τι θα εξελισσόταν το κατοπτρικό του Σύμπαν. Μέσα στο 1956 ο Λι και ο Γιανγκ συνέθεσαν ένα επιστημονικό άρθρο όπου αποδείκνυαν ότι στην ασθενή αλληλεπίδραση δεν διατηρείται η κατοπτρική συμμετρία ή ομοτιμία.

Χαρτί με σημειώσεις του Λι και του Γιανγκ κατά την διάρκεια των συζητήσεων 
που είχαν με επιστήμονες στο Brookhaven το καλοκαίρι του 1956.
(Από Εγκυκλοπαίδεια Baidu)

Στις 22 Ιουνίου 1956, ο Λι και ο Γιανγκ έστειλαν για δημοσίευση στο περιοδικό PHYSICAL REVIEW της American Physical Society (APS) ένα άρθρο με τίτλο “Question of Parity Conservation in Weak Interactions” («Ζήτημα διατήρησης της ομοτιμίας σε ασθενείς αλληλεπιδράσεις»), που δημοσιεύτηκε την 1η Οκτωβρίου 1956, στο τεύχος 104 του περιοδικού, σελ. 254.

Νωρίτερα, τον Ιούνιο του 1956 οι δύο φυσικοί είχαν στείλει το άρθρο τους στον Wolfgang Pauli προσπαθώντας να αποσπάσουν κάποιο σχόλιο. Εκείνος όμως δεν έδωσε καμία σημασία στο άρθρο. Αντίθετα, τον Γενάρη του 1957 ο Pauli έγραφε από την Ζυρίχη στον συνάδελφό του Victor Weisskopf «είμαι έτοιμος να στοιχηματίσω ένα πολύ μεγάλο ποσό» ότι κανένα πείραμα δεν θα επιβεβαιώσει την παραβίαση της κατοπτρικής συμμετρίας. Είχε αμφιβολίες σχετικά με την πρόταση των Λι και Γιανγκ και δεν δίστασε να πει: “Δεν πιστεύω ότι ο Θεός είναι ασθενής αριστερόχειρας”.

Χιουμοριστική επιστολή του Pauli προς τον Bohr μετά το πείραμα της Wu.
«Με μεγάλη λύπη σας γνωστοποιούμε ότι η για πολλά χρόνια αγαπημένη μας φίλη
ΟΜΟΤΙΜΙΑ
πέθανε γαλήνια στις 19 Ιανουαρίου 1957, μετά από μια σύντομη ταλαιπωρία 
που υπέστη λόγω πειραματικής μεταχείρισης,
Εκ μέρους των συγγενών
e, μ, ν
(Από physicsgg.me)

Η υπόθεση των Λι και Γιανγκ ήταν αποδεκτή από τους πειραματικούς φυσικούς, αλλά όχι από τους θεωρητικούς. Αρκετά πρωτοκλασάτα ονόματα θεωρητικών φυσικών στοιχημάτιζαν ότι δεν θα επιβεβαιωνόταν πειραματικά αυτή η υπόθεση. Στην πραγματικότητα, πειράματα ήδη από την δεκαετία του 1930 είχαν αποκαλύψει την παραβίαση της ομοτιμίας, αλλά κανείς δεν είχε δώσει σημασία, μας λέει ο ιστορικός της Φυσικής Allan Franklin.

Τελικά, η απάντηση δεν άργησε να έρθει μέσα από το Κολούμπια.  Η Wu εγκατέλειψε όλα τα άλλα πειραματικά της σχέδια για ν’ ασχοληθεί με την εργασία των νεαρών συναδέλφων της Λι και Γιανγκ. Σ’ αυτό το πλαίσιο σχεδίασε ένα πείραμα χρησιμοποιώντας την διάσπαση του κοβαλτίου-60. H Wu, με την εργαστηριακή εμπειρία που διέθετε, κατάφερε να αποδείξει πειραματικά, τον Δεκέμβριο του 1956, ότι η ομοτιμία δεν διατηρείται κατά την ασθενή πυρηνική αλληλεπίδραση.

Τρίτομο έργο του Λι με επιλεγμένες εργασίες του.
1ος τόμος: Ασθενείς αλληλεπιδράσεις και Πρώιμες εργασίες
2ος τόμος: Θεωρία Πεδίου και Αρχές Συμμετρίας.
3ος τόμος: Από τα Τυχαία Πλέγματα στην Βαρύτητα.
Εκδόσεις Feinberg, Ιανουάριος 1986. 

Όταν ο Leon Lederman και ο RichardGarwin, συνάδελφοι της Wu στο Κολούμπια, άκουσαν για το επίτευγμά της, συνειδητοποίησαν ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν μια δέσμη μιονίων για να επιβεβαιώσουν το αποτέλεσμά της. Το βράδυ της ίδιας μέρας, οι δύο φυσικοί με την συνδρομή του μεταπτυχιακού φοιτητή Marcel Weinrich έστησαν ένα πείραμα χρησιμοποιώντας καθημερινά απλά υλικά.

 «Μέχρι τις έξι το πρωί, ήμασταν σε θέση να καλέσουμε τους συναδέλφους και να τους πούμε ότι οι νόμοι της ομοτιμίας παραβιάζουν την κατοπτρική συμμετρία», θυμόταν αργότερα ο Lederman.

Στις 15 Φεβρουαρίου 1957, στο τεύχος 105 του περιοδικού PHYSICAL REVIEW δημοσιεύτηκαν τα δύο πειράματα. Στη σελίδα 1413 το πείραμα της Μαντάμ Wu (μαζί με τους E. Ambler, R. W. Hayward, D. D. Hoppes και R. P. Hudson) με τίτλο «Experimental Test of Parity Conservation in Beta Decay» («Πειραματική δοκιμή διατήρησης της ομοτιμίας σε διάσπαση βήτα») και στη σελίδα 1415 το πείραμα των Richard L. Garwin, Leon M. Lederman και Marcel Weinrich με τίτλο «Observations of the Failure of Conservation of Parity and Charge Conjugation in Meson Decays: the Magnetic Moment of the Free Muon» («Παρατηρήσεις της αποτυχίας διατήρησης της ομοτιμίας και της σύζευξης φορτίου σε διασπάσεις μεσονίων: η μαγνητική ροπή του ελεύθερου μιονίου»).

Η ανακάλυψη αυτή αποτέλεσε μεγάλη συνεισφορά στη Φυσική των Υψηλών Ενεργειών και την ανάπτυξη του Standard Model. Σε αναγνώριση της θεωρητικής δουλειάς τους, ο Ζουνγκ-Ντα Λι και ο Τσεν Νινγκ Γιανγκ πήραν το 1957 το NobelΦυσικής “για τη διεισδυτική τους έρευνα των λεγόμενων νόμων ομοτιμίας που οδήγησε σε σημαντικές ανακαλύψεις σχετικά με τα στοιχειώδη σωματίδια”. 

Ζουνγκ-Ντα Λι και Τσεν Νινγκ Γιανγκ στην τελετή απονομής 
του Νόμπελ Φυσικής τον Δεκέμβριο του 1957. 
(Από Εγκυκλοπαίδεια Baidu)

Όταν απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ στον Λι ήταν σε ηλικία μόλις 31 ετών κι έγινε ο τρίτος νεότερος επιστήμονας που έλαβε ποτέ αυτή τη διάκριση. (Ο νεότερος ήταν ο Sir LawrenceBragg, ο οποίος μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής με τον πατέρα του το 1915, σε ηλικία είκοσι πέντε ετών, ενώ το 1932, ο Werner Heisenberg πήρε το βραβείο σε ηλικία 30 ετών). Ο Λι και ο Γιανγκ είναι οι πρώτοι Κινέζοι που πήραν το βραβείο Νόμπελ, ενώ ο Λι, από τότε που έγινε Αμερικανός πολίτης, είναι ο νεότερος Αμερικανός με αυτό το βραβείο.

Παρά τον πρωταγωνιστικό ρόλο της Wu και τις 26 υποψηφιότητές της για Νόμπελ, ποτέ δεν έλαβε αυτό το βραβείο, κάτι που προκάλεσε την οργή συναδέλφων της, όπως ο Pauli. Νομίζω ότι η Μαντάμ Wu ήταν ένα ακόμη θύμα του "Matilda Effect" ("Φαινόμενο Matilda"), δηλαδή της τάσης να δίνεται μεγαλύτερη προσοχή στο έργο των ανδρών επιστημόνων, απ' ό,τι των γυναικών (τουλάχιστον σε περασμένες δεκαετίες).

Το 1960, ο Λι επέστρεψε στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών του Πρίνστον για τα επόμενα 3 χρόνια. Το 1963, το Κολούμπια του πρόσφερε την θέση Καθηγητής Φυσικής Enrico Fermi.

5 Νόμπελ Φυσικής στο Brookhaven National Laboratory, τον Αύγουστο 1996.
Από αριστερά: Ζουνγκ-Ντα Λι (1957), Leon Lederman, Melvin Schwartz και
Jack Steinberger (1988), Samuel Ting (1976). 
(Από  Brookhaven National Laboratory)

Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, ο Λι και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν την μελέτη της φυσικής νετρίνων υψηλής ενέργειας. Το 1964, ο Λι, μαζί με τον Michael Nauenberg, ανέλυσαν τις αποκλίσεις που συνδέονται με σωματίδια που έχουν μηδενική μάζα ηρεμίας. Σχετικά με αυτό, περιέγραψαν μια γενική μέθοδο για την αντιμετώπιση αυτών των αποκλίσεων, γνωστή ως θεώρημα KLN (Kinoshita–Lee–Nauenberg theorem), που εξακολουθεί να παίζει σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη Κβαντική Χρωμοδυναμική (QCD - Quantum ChromoDynamics).

Το 1962, ο Λι έγινε Αμερικανός πολίτης.

Το 1974-75, ο Λι δημοσίευσε αρκετές εργασίες σχετικά με το θέμα "A New Form of Matter in High Density" («Μια Νέα Μορφή Ύλης σε Υψηλή Πυκνότητα"), η οποία οδήγησε στο σύγχρονο πεδίο της Φυσικής RHIC, που τώρα κυριαρχεί σε ολόκληρο το πεδίο της πυρηνικής φυσικής υψηλής ενέργειας.

Φωτογραφικό πορτραίτο του Λι από την συνέντευξη που έδωσε
στον Adam Smith στην Στοκχόλμη, στις 9 Δεκεμβρίου 2007.
(Από Nobel Web 2009)

Εκτός από τη σωματιδιακή φυσική, ο Λι έχει ασχοληθεί με την στατιστική μηχανική, την αστροφυσική, την υδροδυναμική, τα συστήματα πολλαπλών σωμάτων, την στερεά κατάσταση και την "πλεγματική θεωρία πεδίου" στη Χρωμοδυναμική. 

Ξεκινώντας το 1975, ο Λι και οι συνεργάτες του πρότειναν το πεδίο των μη τοπολογικών solitons (NTS), το οποίο τους οδήγησε σ’ ένα ευρύτερο έργο για τα αστέρια soliton και τις μαύρες τρύπες κατά τις δεκαετίες του ’80 και του ’90. 

Από το 1997 έως το 2003, ο Λι ήταν διευθυντής του Ερευνητικού Κέντρου RIKEN-BNL (Brookhaven National Laboratory - RBRC). Εκεί το 1998 μαζί με άλλους ερευνητές από το Κολούμπια ολοκλήρωσαν την κατασκευή ενός υπερυπολογιστή QCDSP (Quantum Chromodynamics on Digital Signal Processors) 1 teraflops και το 2001 κατασκεύασαν ένα μηχάνημα QCDOC (Quantum Chromodynamics On a Chip) 10 teraflops. Αυτοί οι υπερυπολογιστές χρησιμεύουν στην πραγματοποίηση υπολογισμών μεγάλης κλίμακας για την πλεγματική θεωρία πεδίου στη Χρωμοδυναμική. Από το 2004 είναι διευθυντής emeritus του RIKEN-BNL Research Center.

Ο Ζουνγκ-Ντα Λι υπογράφει αυτόγραφο στην επέτειο των 50 χρόνων 
της βράβευσής του με το Νόμπελ Φυσικής (Στοκχόλμη, 9 Δεκεμβρίου 2007).
(Από Nobel Web AB 2007)

Μετά την αποκατάσταση των σχέσεων ΗΠΑ και Κίνας το 1971, ο Λι και η σύζυγός του μετέβησαν στην Κίνα, όπου ο Λι έδωσε σειρά διαλέξεων και σεμιναρίων. Το 1979 οργάνωσε το CUSPEA (China-U.S. Physics Examination and Application), ένα σύστημα εξέτασης και προώθησης για μεταπτυχιακές σπουδές Κινέζων φοιτητών, προς τα τμήματα Φυσικής μιας ομάδας Αμερικάνικων και Καναδικών πανεπιστημίων. Το σύστημα αυτό λειτούργησε μέχρι το 1989. Στις αρχές της δεκαετίας του ’90, το παραπάνω σύστημα αντικαταστάθηκε από το Mini-CUSPEA, οπότε μόνον το Πανεπιστήμιο Fudan είχε το δικαίωμα να στείλει φοιτητές του σε 3 μόνο Αμερικάνικα πανεπιστήμια, το Κολούμπια, το New York University και το City University of New York.

Από το 1981, ο Λι άρχισε να δέχεται τιμητικές προτάσεις να διδάξει σε πανεπιστήμια της Κίνας. Δίδαξε στο University of Science and Technology το 1981, στο Πανεπιστήμιο Jinan το 1982, στο Πανεπιστήμιο Fudan το 1982, στο Πανεπιστήμιο Quinghua το 1984, στο Πανεπιστήμιο του Πεκίνου το 1985, στο Πανεπιστήμιο Nanjing το 1985 και στο Πανεπιστήμιο Zhejiang το 1988.

Αντιπροσωπεία του Πανεπιστημίου Zhejiang με επικεφαλής τον Πρόεδρό του WU Zhaohui (4ος από
αριστερά) επισκέπτεται τιμητικά τον Ζουνγκ-Ντα Λι (5ος από αριστερά) στο Σαν Φρανσίσκο το 2017.

Το 1998, ο Λι ίδρυσε το Chun-Tsung Endowment (Δωρεά Chun-Tsung) στη μνήμη της συζύγου του, η οποία είχε πεθάνει τρία χρόνια νωρίτερα. Οι υποτροφίες Chun-Thung δίνονται σε προπτυχιακούς Κινέζους φοιτητές που προέρχονται από τα πανεπιστήμια Shanghai Jiaotong, Fudan, Lanzhou, Soochow, Πεκίνου και Tsinghua.

Ο Λι είναι ένας από τους 20 Αμερικανούς επιστήμονες με Νόμπελ Φυσικής, που τον Μάιο του 2008 υπέγραψαν επιστολή προς τον τότε Πρόεδρο των ΗΠΑ George W. Bush, προτρέποντάς τον να αντιστρέψει τη ζημιά που είχε γίνει στη βασική επιστημονική έρευνα στις ΗΠΑ, με τον προϋπολογισμό του έτους 2008, ζητώντας του πρόσθετη χρηματοδότηση έκτακτης ανάγκης για το Γραφείο Επιστημών του Υπουργείου Ενέργειας,  το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας.

Εορτασμός των γενεθλίων για τα 80 χρόνια του Ζουνγκ-Ντα Λι (αρισ.) 
και για τα 50 χρόνια από την ανακάλυψη της μη διατήρησης της 
ομοτιμίας στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις.
Δίπλα στον Λι είναι ο πρωθυπουργός της Κίνας Γουέν Τζιαμπάο και δίπλα του 
ο θεωρητικός φυσικός Ζου Γκουανγκιά (Zhao Zhongyao).
(Παρασκευή, 24 Νοεμβρίου 2006 στην Μεγάλη Αίθουσα
του Μεγάρου του Λαού στο Πεκίνο)
(Από China Advanced Science and Technology Center)

Ο Ζουνγκ-Ντα Λι εκτός από το βραβείο Νόμπελ έχει πάρει μια πληθώρα άλλων βραβείων και τιμητικών διακρίσεων από πολλές χώρες και ιδρύματα, μερικά από τα οποία είναι:

G. Bude Medal, από το Collège de France (1969, 1977), Galileo Galilei Medal (1979), Science for Peace Prize (1994), China National-International Cooperation Award (1995), Matteucci Medal (1995), New York City Science Award (1997), Μετάλιο Πάπα Ιωάννη Παύλου (1999), Ministero dell'Interno Medal από την Κυβέρνηση της Ιταλίας (1999), New York Academy of Science Award (2000), The Order of the Rising Sun, Gold and Silver Star, από την Ιαπωνία (2007) κλπ.

Προς τιμή του το 1997, ο Μικρός Πλανήτης 3443 ονομάστηκε 3443 Leetsungdao.

Ο Λι έχει δημοσιεύσει περισσότερες από 300 επιστημονικές εργασίες και έχει γράψει πολλά σημαντικά βιβλία. 

Σήμερα ο Λι, έχοντας συμπληρώσει πλέον 97 χρόνια ζωής, ζει στην Κίνα.

• Το κείμενο της ομιλίας του Ζουνγκ-Ντα Λι με τίτλο "Weak interactions and  nonconservation of parity" ("Ασθενείς αλληλεπιδράσεις και μη διατήρηση της ομοτιμίας") για την βράβευσή του με το Νόμπελ Φυσικής, στις 11 Δεκεμβρίου 1957. 

•  Η εισαγωγική ομιλία του B. Karlgren, μέλους της Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών της Σουηδίας, στην τελετή παρουσίασης των Ζουνγκ-Ντα Λι και Τσεν Νινγκ Γιανγκ κατά την βράβευσή τους στις 10 Δεκεμβρίου 1957.

"Early Life and Career of Tsung Dao Lee"
Το εξώφυλλο μιας βιογραφίας του Λι στα κινέζικα,
από τον συγγραφέα Tianchi Zhao.

• Η συνέντευξη (γραπτό κείμενο και βίντεο 1:04:40) του Ζουνγκ-Ντα Λι στον Adam Smith με αφορμή την επέτειο των 50 χρόνων από την βράβευση του Λι με το Νόμπελ Φυσικής του 1957 (Στοκχόλμη, 9 Δεκεμβρίου 2007). 

• Η προσωπική ιστοσελίδα του Ζουνγκ-Ντα Λι, μέσα από το China Center of Advanced Science and Technology.

• Συνέντευξη του Ζουνγκ-Ντα Λι στο CERN την 1η Σεπτεμβρίου 2007 (αγγλικά, 18:32).

• Βίντεο για το Ινστιτούτο Tsung-Dao Lee, τμήμα του Πανεπιστημίου Shanghai Jiao Tong. 

• Βίντεο για την ζωή του Ζουνγκ-Ντα Λι από τον ιστότοπο Audiopedia.

• Σχετικά με τον Σωληνοειδή Ανιχνευτή, γνωστό ως STAR, που χρησιμοποιείται στον Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) και βρίσκεται στο Brookhaven National Laboratory.  

• Για τον υπερυπολογιστή QCDOC.

Πηγή:  Today in Science History, wikipedia,  nobelprize,  carnegie,  the china project,  physicsgg,  physics4u,  aps,  springer,  ccast,  bnl