Dünya Forum: Werner Heisenberg / Bilim ve Nazizm kıskacınca bir hayat

Werner Karl Heisenberg, tarihteki en ünlü fizikçilerden biridir. Çoğunlukla kuantum mekaniğinin geliştirilmesi ve belirsizlik ilkesinin oluşturulmasıyla ilgili çalışmalarıyla tanınır. Almanya’daki Nazi rejiminin ilk günlerinde, Heisenberg, Naziler tarafından yürütülen Deutsche Physik (Alman Fiziği) hareketinin aksine, bir Yahudi olan Albert Einstein’ın kuramlarını öğretmesi nedeniyle “Beyaz Yahudi” diyerek damgalanmıştı. Öte yandan, benzersiz bilimsel dehası nedeniyle, kendisinden ölesiye nefret eden SS şefi Heinrich Himmler, fizikçiye daha fazla siyasi baskı yapılmasını yasaklamıştı.
Werner Karl Heisenberg

Tarkan Tufan  ttufan@gazeteduvar.com.tr

DUVAR – Alman fizikçi Werner Karl Heisenberg’in babası August Heisenberg ve annesi Anna Wecklein idi. Werner doğduğunda, babası Würzburg Üniversitesi’nde öğretim görevlisi olarak çalışıyordu. Anna’nın babası Nikolaus Wecklein, Münih’teki Maximilian Spor Akademisi’nin yöneticisiydi ve August Heisenberg, Anna’yla tanıştığı bu okulda bir stajyer öğretmen olarak çalışıyordu. August ve Anna, Mayıs 1899’da evlendiler. Werner Karl Heisenberg, 5 Aralık 1901’de Almanya’nın Würzburg kentinde dünyaya geldi. Heisenberg henüz küçük bir çocukken piyano çalmaya başladı; on üç yaşına geldiğinde büyük ustaların bestelerini gayet başarılı biçimde çalabiliyordu. Ancak babasının akademik öğrenime olan tutkusu, Werner’i de sevgi ve ilgi duyduğu bilim yolunda ilerlemeye yöneltti. Babasının Yunan dili ve edebiyatı profesörü olduğu Münih Üniversitesi’nden mezun oldu.

Bunların dışında, Heisenberg bir doğa yürüyüşçüsüydü ve klasik edebiyat ve felsefe dallarında hevesli bir öğrenciydi. Kendi başına matematik dersleri çalışırken ailesi ve arkadaşlarını şaşırttı ve genç bir öğrenci olarak bilimsel bir makale yayınlamayı denedi. Hayatının merkezinde bilim sevgisi bulunsa da, hayatı boyunca müziğe olan tutkusunu bir kenara bırakmayacaktı.

PARLAK BİR EĞİTİM VE AKADEMİ YAŞAMI

1910 yılının haziran ayında, babası profesörlüğe atandıktan birkaç ay sonra, Werner ve ailenin geri kalanı Münih’e taşındı. Orada, eylül ayında Elisabethenschule’ye katıldı ve Münih’teki Maximilian Spor Akademisi’ne katılmadan önce bu okulda bir yıl geçirdi. Burası, büyükbabasının müdür olduğu okuldu.

1914 yılında I. Dünya Savaşı başladı ve Spor Akademisi askeri birlikler tarafından işgal edilerek kullanılmaya başlandı. O yıllarda derslerin farklı binalarda düzenlenmesi ve eğitim imkânlarının kısıtlanması nedeniyle, Heisenberg, eğitim hayatı üzerinde muhtemelen olumlu bir etkisi olan bağımsız bir çalışma yürütmeye başladı. En başarılı olduğu dersler matematik, fizik ve teolojiydi; ancak okul kariyeri boyunca girdiği her sınavdan kusursuz notlar almıştı. Aslında, matematikle ilgili yetenekleri öylesine gelişkindi ki, 1917 yılında, aynı üniversitede okuyan bir aile dostuna matematik dersleri vermişti. Bu dönemde, gençleri daha sonra zorunlu askerliğe hazırlama niyetiyle Spor Akademisi’nde faaliyet gösteren paramiliter bir organizasyona katılmıştı.

Heisenberg ayrıca, ilkbahar ve yaz aylarında tarlalardaki işlere yardım etmek isteyen gençleri organize eden bir başka kuruma gönüllü olarak katıldı ve çiftliklerde çalıştı. Bu faaliyetler, ilk kez 1918’de Yukarı Bavyera’daki bir süt çiftliğinde çalışmaya gönderildiğinde kendisini aile evinden uzağa götürecekti. Ülkede büyük bir yiyecek sıkıntısı ve uzun saatler süren mesailer nedeniyle daha da zorlaşan, büyük bir buhran dönemi yaşanıyordu. Genç Heisenberg boş zamanlarını ustalık düzeyinde yaptığı satranç maçlarıyla ve yanına aldığı matematik metinlerini okuyarak geçiriyordu. Bu dönemde sayılar teorisiyle ilgilenmeye başladı; Kronecker’in çalışmalarını okudu ve Fermat’ın son kuramlarıyla ilgili ispatlar üzerinde çalıştı.

1918’de savaşın sona ermesinin ardından Almanya’daki durum zorla iktidara gelmeye çalışan farklı gruplar nedeniyle iyice dengesiz bir hale gelmişti. Heisenberg, Bavyera Sovyet Kuvvetleri’nin askeri güç kullanılarak bastırılması olayında yer aldı. Daha sonra, bu olay hakkında şunları kaleme alacaktı: “17 yaşında bir çocuktum ve bunu bir tür macera olarak gördüm. Polis ve soyguncular oyunu oynamak gibi bir şeydi…”

Heisenberg, Spor Akademisi’nde bir gençlik grubunu yönetti ve daha sonra Genç Bavyeralılar Birliği’ne üye oldu. 1920’de ‘Abitur’ sınavına girdi ve Maximilianeum Vakfı’ndan burs almak için Bavyera’da düzenlenen yarışmaya Maximilian Spor Akademisi’nden katılan iki öğrenciden biriydi. Toplam on bir kişilik burs verilecekti ve Heisenberg de burs almaya hak kazananlar arasındaydı. Matematik ve fizikteki sınav sonuçları ‘olağanüstü’ diye nitelendirilmişti, ancak “şiir sanatında trajedinin yeri” konulu makalesi daha az etkileyici bulunmuştu. Vakfın ücretsiz yurt teklifini reddetti ve ailesiyle birlikte yaşamayı tercih etti.

Abitur sınavına katıldığı ve Münih Üniversitesi’ne kaydolduğu dönem arasında Heisenberg bir gençlik grubuyla tabiat yürüyüşüne çıkmıştı. Geceyi askeri hastane olarak kullanılan bir kalede geçirdikten sonra, yakalandığı tifo nedeniyle ölümden döndü. Üniversite eğitimine başlamak için gerektiği kadar iyi beslenmeyi başaramasa da okul dönemi öncesinde iyileşti. 1920 yazına gelindiğinde, üniversitede sadece matematik okumak istiyordu. Weyl’i ve ayrıca Bachmann’ın sayılar teorisinin tam bir incelemesini içeren yazılarını okudu ve bu onun doktora için tasarladığı araştırma konusu oldu. Kendisine araştırma danışmanı olmasını istemek amacıyla Ferdinand von Lindemann’a başvurdu.

KARİYERİNİ DEĞİŞTİREN BİR KARAR

Şayet Lindemann’la yapılan görüşme başarılı geçseydi, günümüzde Heisenberg’i çok büyük bir sayısal kuramcı olarak tanıyor olabilirdik. Ancak, Lindemann’ın emekliliğine yalnızca iki yıl kalmıştı. Werner’in babasıyla olan dostluğu, onu tarafsızlıktan uzak tutacağı için danışmanlık talebini reddetti. Bunun ardından Heisenberg, kendisini bir öğrenci olarak kabul etmekten mutluluk duyacak olan Sommerfeld ile bir görüşme gerçekleştirdi.

Heisenberg, yakın arkadaşı ve diğer bir öğrenci olan Pauli ile birlikte, 1920 yılının ekim ayında Sommerfeld’in öğretmenliği altında kuramsal fizik eğitimine başladı. Başlangıçta çok temkinliydi; çoğunlukla matematik dersleri aldı ve teorik fizik eğitimi kötü giderse matematik dersine geri dönebileceğinden emin olmak istedi. Diğer yandan, Lindemann’ın derslerinden uzak duruyordu ve bu nedenle matematiksel ilgi alanı olan sayı teorisinden, geometri alanına geçiş yapmıştı. Çok geçmeden kuramsal fiziğe olan merakı, ikinci yarıyılda Sommerfeld’in tüm derslerini almasına neden oldu. Bunların dışında, deneysel fizik dersleri aldı ve görelilikle ilgili araştırmalar yapmak üzere çalışmalara başladı. Ancak o sıralarda görelilik teorisi hakkındaki büyük bir araştırma üzerinde çalışan Pauli, bu konuda araştırma yapmaması yönünde kendisine tavsiyede bulundu. Zira Pauli, atomun yapısıyla ilgili kuram ve deneylerin kabul görmemesi nedeniyle, yapılması gereken daha pek çok şey olduğunu düşünüyordu.

Heisenberg, 1922 yılının haziran ayında, Göttingen’de yaşayan Niels Bohr’un konferanslarına katıldı. Münih’e geri döndüğünde, Sommerfeld, 1922-23 öğretim yılını ABD’de geçirirken, Sommerfeld’in ilgilenmesi için hidrodinamikle bir soru yöneltti. Heisenberg, danışmanı uzaktayken Born, Franck ve Hilbert ile çalışmak için tekrar Göttingen’e gitmeden önce, Innsbruck’taki bir konferansta türbülans problemleriyle ilgili tespit ettiği ön sonuçların sunumunu yaptı. Burada atom teorisi hakkında Born ile çalıştı ve onunla birlikte helyum üzerine ortak bir makale kaleme aldı. 1923’te Münih’te sunduğu doktora tezi, akışkanların davranışlarındaki türbülans hakkındaydı.

Doktorasını tamamladıktan sonra Finlandiya’ya gitti. Ardından, 1923’ün ekim ayında Born’un asistanı olarak Göttingen’e döndü. 1924 yılının mart ayında Kopenhag’daki Kuramsal Fizik Enstitüsü’nde Niels Bohr’u ziyaret etti ve Einstein’la tanışması da bu esnada oldu. Göttingen’e tekrar dönerek, 28 Temmuz 1924’te ‘habilitasyon’ dersleri verdi ve Alman üniversitelerinde ders vermeye hak kazandı.

BELİRSİLİK İLKESİ VE KUANTUM MEKANİĞİNİ YARATTI

Heisenberg’in, aynı zamanda bir parçacığın tam konumunu ve momentumunu belirtmenin imkânsız olduğunu ortaya koyan ünlü ‘belirsizlik ilkesini’ formüle edişi, Kopenhag’da geçirdiği günlerde oldu. Burada, kuantum alanıyla ilgili bir makale yayınladı. Heisenberg’in yazdığı “Kuantum Teorisinin Fiziksel İlkeleri” makalesi, bu alanda hızla bir klasik haline geldi. 1927 yılında, henüz yirmi altı yaşındayken, Leipzig Üniversitesi’nde teorik fizik profesörü oldu. 1932 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne lâyık görüldü. Kuramının uygulaması, diğer şeylerin yanı sıra “allotropik hidrojen formlarının” keşfedilmesine yol açan kuantum mekaniğinin yaratılmasının da önünü açmıştı.

Heisenberg’in yaratıcısı olduğu kuantum mekaniği, atom ve molekül spektrumlarının özelliklerini incelemek için kendisi ve diğer bilim insanları tarafından uygulamaya geçirildi ve deneysel araştırmalar, kuramla aynı doğrultuda olan sonuçlar ortaya koydu. Heisenberg’in kuantum mekaniği, atom spektrumlarının sistemleştirilmesini mümkün kılmıştı. Kuantum dünyasına araladığı kapı, yalnızca 20. değil, 21. yüzyılın da en büyük bilim sahalarından birinin temelini atmıştı.

Heisenberg bu akademik üretim dalgası sırasında tanıştığı Elisabeth Schumacher ile evlendi ve çift ilerleyen yıllarda yedi çocuk dünyaya getirdi.

Teorisyen bir bilim insanı olarak, Heisenberg başlangıçta egemen siyasal iktidara karşı saygısız bir tavır ortaya koymuştu. Adolf Hitler’in önderliğindeki Nazi hükümeti tarafından şüpheli bir kişilik olarak görülüyordu. Bununla birlikte, II. Dünya Savaşı başladığında, hükümet onu Almanya’daki uranyum programının başına getirecekti. Heisenberg, başarısızlığa uğrayacak olan Alman nükleer silah projesi Uranverein’e başkanlık ediyordu. Bir nükleer reaktörün geliştirilmesi amaçlı nükleer fisyonun kaşiflerinden biri olan Otto Hahn ile birlikte çalıştı; ancak nükleer silahların üretimi için etkili bir program geliştiremedi. Bu durumun kaynak yetersizliği ya da nükleer silahları Nazilerin ellerine vermekten imtina etmesi nedeniyle olup olmadığı uzun süre tartışıldı.

Yıllar boyunca Werner Heisenberg’in doğru ahlaki niteliklere sahip olduğu ve projeyi yavaşlatmaya çalıştığı öne sürüldü. Heisenberg’in kendisi de savaş sonrasında bu tür bir tavır gösterdi ve Thomas Power’ın kitabı olan “Heisenberg’in Savaşı” ve Michael Frayn’in “Kopenhag” adlı oyunları, Hesisenberg’in bu çabasını destekleyen yorumlar ortaya koydu. Onu destekleyen bu yaklaşım, kısmen, Heisenberg’in projeyi herhangi biçimde ilgi çekecek ya da yeterli fon sağlayacak şekilde yürütmediği gerçeğine dayanıyordu. Heisenberg, en iyi ihtimalle bu Nazi projesini engellemeye çalışmış olabilirdi; en kötü ihtimalleyse, bir atom bombasının nasıl oluşturulacağı konusunda bilgisiz olabilirdi. Neticede, çalışması başarısızlığa uğramış ve Naziler bu korkunç silahtan mahrum kalarak savaşı kaybetmişti.

SAVAŞ SONRASI ÇALIŞMALARI

Savaşın ardından, Almanya’nın başlattığı atom bombası projesinin ilerleyişini takip eden müttefik kuvvetlerinin kurduğu gizli bir teşkilat olan ALSOS tarafından tutuklandı. Diğer önde gelen Alman bilim insanlarıyla birlikte İngiltere’deki Farm Hall’da bilimsel çalışmalar yürüttü. Ancak 1946 yılında Göttingen’de bulunan Max Planck Fizik ve Astrofizik Enstitüsü yöneticiliğine atanarak Almanya’ya geri döndü. 1955-1956 kışında St. Andrews Üniversitesi’nde “Fizik ve felsefe üzerine Gifford” başlıklı dersler verdi. Max Planck Enstitüsü 1958’de Münih’e taşındığında, Heisenberg, yöneticilik görevine devam etti ve 1970 yılında emekli olana kadar bu görevi sürdürdü.

II. Dünya Savaşı’nın ardından Heisenberg, bilimsel araştırmalarını yeniden düzenlemek için çok çabaladı. 1950’lerin başında, simetri ilkelerinin rolünü vurgulayan “birleşik temel parçacıklar teorisini” formülleştirmek amacıyla çalışmalar yürüttü. Bu kuram, 1958 yılında uluslararası bir konferansta tüm ayrıntılarıyla tartışılacaktı. 1955 ve 1956 yıllarında Heisenberg, “Fizik ve Felsefe: Modern Bilimdeki Devrim” kitabını yayınladı. Ayrıca, öz yaşamını anlattığı bir eser olan “Fizik ve Ötesi” (1971) eserini ve atomik ve nükleer fiziğin felsefi ve kültürel önemi hakkında birkaç kitap daha yayınladı.

Heisenberg 1970 yılında akademik görevinden emekli oldu. 1973’ten itibaren ciddi sağlık sorunları yaşamaya başladı ve üç yıl sonra Almanya’nın Münih kentinde, 1 Şubat 1976 günü hayata gözlerini yumdu.

Heisenberg, Nobel Fizik Ödülü’ne ek olarak, fizik alanındaki dikkate değer katkıları nedeniyle birçok onursal ödül aldı. Londra Kraliyet Topluluğu Üyesi olarak seçildi. Ayrıca, Bruxelles Üniversitesi, Karlsruhe Teknoloji Üniversitesi ve son zamanlarında Budapeşte Üniversitesi’nden onursal doktora unvanları aldı. Bunların dışında Bavyera Nişanı ve Alman Büyük Haç’ı, ve Copernicus ödülüne lâyık görülmüştü.

Kaynaklar:

https://www.notablebiographies.com/He-Ho/Heisenberg-Werner.html

http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Heisenberg.html

https://www.spaceandmotion.com/physics-quantum-mechanics-werner-heisenberg.htm

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1932/heisenberg/biographical/

http://totallyhistory.com/werner-heisenberg/