Макс Борн — ім’я, яке нерозривно пов’язане з революційними змінами у фізиці XX століття. Його внесок у квантову механіку змінив уявлення людей про природу матерії, а найбільш важливі наукові досягнення принесли науковцю Нобелівську премію. Однак шлях до успіху цього видатного вченого розпочався далеко від великих лабораторій – у затишному Вроцлаві, де Борн зробив свої перші кроки в науці. Далі – на wroclawiski.eu.
Ранні роки та освіта: від Вроцлава до Геттінгена
Макс Борн народився 11 грудня 1882 року у Вроцлаві (тоді Бреслау) в родині з німецько-єврейським корінням. Його батько, Густав Якоб Борн, був видатним професором анатомії та ембріології в університеті Вроцлава, а мати, Маргарет Кауффман, походила із заможної родини промисловців. Втративши матір у ранньому дитинстві, Макс ріс під впливом науки завдяки своєму батькові, що, безсумнівно, відіграло важливу роль у формуванні його особистості й кола інтересів.
Освіта Борна була різноманітною і ґрунтовною. Він навчався в найкращих університетах Європи — у Вроцлаві, Гайдельберзі, Цюриху та Геттінгені. Саме у Геттінгені Борн знайшов свою наукову домівку. Його навчання там відбувалося під керівництвом провідних математиків і фізиків того часу – Давида Гільберта, Германа Мінковського та Фелікса Кляйна. Особливо важливим для Борна був Мінковський, який запросив його до Геттінгена й відкрив перед ним двері у світ вищої математики й теоретичної фізики. Попри передчасну смерть Мінковського, Борн продовжив розпочаті з ним дослідження та почав формувати власний науковий підхід.
Ранні дослідження відомого науковця з Бреслау в Геттінгені зосереджувалися на проблемах стабільності еластичних тіл, що принесло йому перше академічне визнання у вигляді премії Філософського факультету Геттінгенського університету в 1906 році. Наступного року він захистив дисертацію та здобув докторський ступінь, після чого продовжив свою наукову діяльність, зокрема провівши короткий час у Кембриджі.
Навчання й початок академічної кар’єри Макса Борна стали фундаментом, на якому він збудував свої майбутні досягнення. Саме ці ранні роки сформували його як науковця, готового до викликів, які незабаром постануть перед ним у світі квантової фізики. З Геттінгена почався довгий шлях Борна, який приведе його до міжнародного визнання й вагомого внеску в науку.
Квантова революція: внесок Борна у розвиток сучасної фізики
Після повернення до Геттінгена в 1921 році Макс Борн почав працювати над науковими дослідженнями, які не лише визначили його власну кар’єру, а й стали однією з основ квантової механіки. У цей період він зустрівся й почав співпрацювати з такими видатними вченими, як Вернер Гейзенберг, Паскуаль Йордан, Енріко Фермі, і навіть майбутніми Нобелівськими лауреатами, Полом Діраком та Робертом Оппенгеймером. Разом вони створили нову теорію, що перевернула наукове розуміння мікросвіту — матричну механіку.
Розробка у сфері квантової механіки
Однією з ключових ролей Борна в цьому контексті стала розробка статистичної інтерпретації квантової механіки. У 1925 році, після опублікування рівняння Шредінгера, яке описувало хвильовий рух елементарних частинок, виникла необхідність у його інтерпретації.
Борн висловив ідею, що квадрат модуля хвильової функції може бути інтерпретований як імовірність знаходження частинки в певній точці простору в конкретний момент. Це стало революційним відкриттям, оскільки воно змінило уявлення про фундаментальну природу реальності на квантовому рівні. Замість детермінізму класичної фізики, де майбутній стан системи можна точно передбачити за її початковими умовами, квантова механіка Борна запропонувала ймовірнісний підхід, згідно з яким поведінку елементарних частинок можна передбачити лише з певною ймовірністю.
Незгода з Ейнштейном
Ця ідея викликала значний резонанс у науковому світі. Один із найяскравіших прикладів обговорення цієї теорії – відомий лист Альберта Ейнштейна до Борна, у якому він висловив свою незгоду з імовірнісним підходом, сказавши:
“Бог не грає в кості зі Всесвітом”.
Хоча Ейнштейн не зміг прийняти ідеї невизначеності, Борн переконливо аргументував свій погляд, підкреслюючи, що квантова механіка не відкидає причинність, а лише додає до неї елемент випадковості.
Теорія кристалічних ґраток
Крім роботи над квантовою механікою, Борн також зробив значний внесок у теорію кристалічних ґраток. Його дослідження в цій області, які він розпочав ще під час Першої світової війни, стали основою для його книги “Динаміка кристалічних ґраток” (1915 рік). Це видання було першим сучасним підручником з цього питання і залишається актуальним дослідженням в області фізики твердого тіла. Борн продовжував працювати над цією темою і пізніше, модернізуючи свою книгу, яка вийшла у світ вже в роки його професорства в Геттінгені.
Наукова школа
Внесок Макса Борна в науку не обмежується тільки теоретичними дослідженнями. Він виховав ціле покоління науковців, які надалі розвивали квантову механіку. Працюючи з Гейзенбергом, Йорданом та іншими, Борн створив наукову школу, яка на десятиліття вперед визначила напрямок розвитку фізики. Його роботи продовжували впливати на науку навіть після того, як він був змушений емігрувати з Німеччини в 1933 році.
Визнання та спадщина: нагороди, досягнення і вплив Борна на сучасну науку
Наукові досягнення Макса Борна були визнані ще за його життя, але справжнє визнання прийшло до нього після Другої світової війни, коли він став символом впливу на сучасну науку. У 1933 році фізик єврейського походження знайшов притулок у Великій Британії. Спочатку він викладав у Кембриджі, де працював над розвитком нелінійної електродинаміки разом із Леопольдом Інфельдом. Цей період був важким для Борна, але він не зупинив свої наукові дослідження.
У 1936 році Борн отримав посаду професора в Единбурзькому університеті, де він працював до свого виходу на пенсію в 1953 році. Цей період став однією з найпродуктивніших фаз у його кар’єрі. В Единбурзі Борн продовжував розвивати квантову механіку і нелінійну електродинаміку, а також займався філософськими питаннями, пов’язаними з наукою. Його лекції та публікації в цій сфері мали значний вплив на розвиток фізики.
Один із найвизначніших моментів у кар’єрі нашого героя – отримання Нобелівської премії з фізики в 1954 році. Цю престижну нагороду він здобув за свої фундаментальні дослідження у квантовій механіці, зокрема за статистичну інтерпретацію хвильової функції, яка стала основою для подальших розробок у цій галузі. Крім Нобелівської премії, Борн отримав численні інші нагороди, серед яких медаль Макса Планка, медаль Г’юза, медаль Стокса та багато почесних дипломів і нагород від університетів по цілому світу.
У 1959 році Борн отримав Великий хрест з зіркою Ордену заслуг Федеративної Республіки Німеччина, що стало підтвердженням його внеску в розвиток науки і його міжнародного визнання. Теорії та концепції Макса вплинули на багато напрямків у фізиці.
Спадщина Борна виявляється не тільки в численних нагородах та почесних званнях. Його роботи в галузі квантової механіки продовжують служити основою для нових досліджень і розробок у фізиці. Борн сформував новий погляд на природу квантових явищ, який допоміг розв’язати численні проблеми, що стояли перед науковим світом. Його ідеї продовжують надихати нові покоління дослідників, сприяючи прогресу.
Макс Борн помер 5 січня 1970 року в Геттінгені, коли йому було 87 років. На надгробному камені науковця було викарбувано знайдене ним співвідношення: pq – qp = h / (2πi). Вроцлавська земля виявилась багатою на виданих науковців, ще один приклад – Гуґо Штайнгауз.
Список джерел:
- https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1954/born/biographical/
- https://eszkola.pl/fizyka/max-born-3911.html
- https://sciencemeetsfaith.wordpress.com/january/max-born-searching-for-a-consistent-theological-system/
- https://rinconeducativo.org/en/anniversaries/5-de-enero-de-1970-fallece-max-born-premio-nobel-por-sus-trabajos-en-mecanica-cuantica/#:~:text=Cooperative%20learning-,January%205%2C%201970%20%E2%80%93%20Death%20of%20Max%20Born%2C%20Nobel%20Prize,his%20work%20in%20quantum%20mechanics&text=In%201921%20he%20was%20appointed,Jewish%20blood%20in%20its%20veins.
- https://www.findagrave.com/memorial/6447871/max-born