Max Born: Gerçekliği Olasılığa Dönüştüren Fizikçi

4 Aralık 1926'da Albert Einstein (Albert Einstein), Göttingen'den gelen garip yeni fizik hakkında bir arkadaşına mektup yazmak için oturdu. "Kuantum mekaniği kesinlikle etkileyici," diye kabul etti. "Ama içimdeki bir ses bana bunun henüz gerçek şey olmadığını söylüyor... Her ne olursa olsun, O'nun zar oynamadığına eminim." Einstein'ın tam olarak yazmadığı en ünlü cümleye daha sonra indirgenen bu satır, zarları henüz tanıtmış olan adama yönelikti. Adı Max Born'du (Max Born) ve beş ay önce dalga fonksiyonunun size parçacığın nerede olduğunu değil, sadece orada bulunma olasılığının ne olduğunu söylediği fikrini yayınlamıştı.

Breslau ve Göttingen Matematikçileri

Born, 11 Aralık 1882'de, o zamanlar Alman İmparatorluğu'nda olan (şimdi Polonya'daki Wrocław) Breslau'da, güçlü bir bilimsel geleneğe sahip Yahudi bir ailede doğdu: babası Gustav Jacob Born (Gustav Jacob Born), Breslau Üniversitesi'nde anatomist ve embriyoloji profesörüydü. Annesi Margarethe Kauffmann (Margarethe Kauffmann), Silezyalı sanayici bir aileden geliyordu ve o dört yaşındayken öldü.

König-Wilhelm-Gymnasium'dan sonra 1901'de Breslau Üniversitesi'ne gitti, 1902 yazını Heidelberg'de, 1903 yazını ise Zürih'te geçirdi ve ardından Nisan 1904'te Göttingen'e taşındı. Bu hamle her şeye karar verdi. Göttingen'de Felix Klein (Felix Klein), David Hilbert (David Hilbert) ve Hermann Minkowski (Hermann Minkowski) yönetiminde okudu — dünyanın en güçlü matematik fakültesi — ve kendi neslindeki fizikçilerin çoğunun sahip olmadığı soyut cebir konusundaki akıcılığı benimsedi. Esnek telin kararlılığı üzerine 1906 tarihli doktora tezi, Felsefe Fakültesi Ödülü'nü kazandı ve magna cum laude (büyük onurla) mezun oldu.

Enstitü

1909'da Göttingen'de teorik fizik alanında habilitasyonunu aldı, 1914'te Berlin'de professor extraordinarius oldu, 1919'da Frankfurt'ta tam bir kürsü aldı ve 1921'de Teorik Fizik Enstitüsü müdürü olarak Göttingen'e döndü. Sonraki on iki yıl boyunca o enstitü dünya fiziğinin ağırlık merkeziydi.

Geriye dönüp bakıldığında liste neredeyse komik. Born'un doktora öğrencileri arasında Robert Oppenheimer (Robert Oppenheimer, 1927), Max Delbrück (Max Delbrück, 1930), Maria Goeppert Mayer (Maria Goeppert Mayer, 1931) ve Victor Weisskopf (Victor Weisskopf, 1931) vardı; bunlardan ikisi Nobel Ödülü kazanacak ve biri Los Alamos'u yönetecekti. Asistanları arasında Werner Heisenberg (Werner Heisenberg), Wolfgang Pauli (Wolfgang Pauli), Enrico Fermi (Enrico Fermi), Edward Teller (Edward Teller), Eugene Wigner (Eugene Wigner), Pascual Jordan (Pascual Jordan), Friedrich Hund (Friedrich Hund), Gerhard Herzberg (Gerhard Herzberg) ve Léon Rosenfeld (Léon Rosenfeld) vardı. Kimyager Fritz Haber (Fritz Haber) ile metallerin halojenlerle reaksiyona girdiğinde ne olduğu üzerine yapılan bir konuşma, 1918'de Born-Haber döngüsünü (Born–Haber cycle) üretti. Oppenheimer ile yapılan daha sonraki çalışmalar, molekülleri ele almak için hala standart araç olan Born-Oppenheimer yaklaşımını (Born–Oppenheimer approximation) üretti; Born yaklaşımı (Born approximation) saçılma teorisinin temel direği olmaya devam ediyor.

Matris Mekaniği

9 Temmuz 1925'te Heisenberg, Born'a çarpımı hangi sırada yaptığınıza bağlı olan tuhaf sayı dizileriyle dolu bir makale verdi. Born neye baktığını anladı: yirmi yıl önce Göttingen'de ustalaştığı ve çoğu fizikçinin o zamanlar belirsiz bir uzmanlık olarak gördüğü matematiksel dil olan matrisler. Pascual Jordan ile ve ardından Heisenberg ile teoriyi kuantum mekaniğinin ilk tam formülasyonuna aktardı ve genişletti, pq − qp = ih/2π komütasyon ilişkisine ulaştı — konum ve momentumun ikisinin birden keskin olamayacağını söyleyen denklem, kimse ne anlama geldiğini bilmeden önce yazılmıştı.

Born Kuralı

Temmuz 1926'da kendi adını taşıyan yorumu yayınladı. Erwin Schrödinger (Erwin Schrödinger) bir dalga denklemi üretmişti; kimse dalganın neden yapıldığını söyleyemiyordu. Born, ψ*ψ'nin bir olasılık yoğunluğu olduğunu — kuantum mekaniğinin sonuçları değil, sonuçların olasılıklarını tahmin ettiğini — öne sürdü. Fizik, belirleyici olmaktan çıktığı an o andı. Belirsizlik ilkesinin anlamından ölçüm problemine ve onu takip eden yüzyıllık tartışmaya kadar her şey o tek bir makaleden geçer. Einstein bunu asla kabul etmedi ve 1916'dan 1955'e kadar süren yazışmaları, modern bilimdeki en ünlü anlaşmazlık haline geldi.

Born'un kendi felsefi duruşu fiziğiyle tutarlıydı. "Mutlak kesinlik, mutlak doğruluk, nihai gerçeklik vb. gibi fikirlerin, bilimin hiçbir alanında kabul edilmemesi gereken hayal ürünü olduğuna inanıyorum" diye yazdı.

Vatansızlık

Ocak 1933'te Naziler iktidara geldi ve 1914'teki Lutheran vaftizine rağmen Yahudi doğumlu olan Born, uyum sağlamak için yapılan bu vaftize rağmen Göttingen'deki kürsüsünden uzaklaştırıldı. Cambridge'deki St John's College'a (1933–35), ardından Bangalore'deki Hindistan Bilim Enstitüsü'ne (1935–36), daha sonra 1936'dan 1952'ye kadar Tait kürsüsünü tuttuğu Edinburgh'a gitti. Kasım 1935'te Almanya vatandaşlığını iptal ederek onu vatansız bıraktı; Göttingen daha sonra 1906'da kendisine üstün başarıyla verdiği doktorasını iptal etti. Almanya Polonya'yı işgal etmeden bir gün önce, 31 Ağustos 1939'da vatandaşlığa kabul edilerek İngiliz vatandaşı oldu.

Max Neden Dahi Olarak Adlandırılır

Born'un ayırt edici yeteneği, henüz tanıtılmamış iki dil arasında çeviri yapmaktı: saf matematik ve fiziksel sezgi. Heisenberg ona alışılmadık dizilerden oluşan bir set getirdiğinde, Born bunların matris olduğunu ve değişmeli olmayan çarpımın bir utanç değil, fiziğin kendisi olduğunu görecek neredeyse tek kişiydi. Sonra daha zor olan eylem geldi, bu teknikten ziyade yorumlayıcı cesaretti: dalga fonksiyonunun karesinin bir olasılık olduğunu önermek, Newton'dan beri kırılmayan bir sistemin tam tanımının geleceğini belirlediği varsayımını terk etmek anlamına geliyordu. Bunu tek başına, bir makalede yaptı. Nobel komitesi sonunda bunu kabul etti ve 1954'te onu "kuantum mekaniğindeki temel araştırmaları, özellikle dalga fonksiyonunun istatistiksel yorumu için" ödüllendirdi.

Karşı durum o tarihle başlar. Heisenberg, birlikte inşa ettikleri matris mekaniği için 1932 ödülünü tek başına alırken (Heisenberg daha sonra krediyi paylaşmadığı için pişmanlığını ifade etti) ve kendi öğrencileri ve asistanları nesli önce onurlandırılırken yirmi sekiz yıl bekledi. Bir şüpheci, Born'un imza başarısının başkasının denkleminin bir yorumu olduğunu, matris çalışmasının Born'un notasyonunda Heisenberg'in içgörüsü olduğunu ve en kalıcı rolünün kurumsal olduğunu savunabilir: kuantum mekaniğinin gerçekleştiği odayı bir araya getirdi ve yönetti. Ancak bu aynı zamanda belirli ve nadir bir yeteneğin tanımıdır — yeni bir fiziğin hangi matematiği gerektirdiğini bilmek ve herkes hala hesaplama yaparken matematiğin ne anlama geldiğini söylemeye istekli olmak.

Miras

Ayrıca 1948'de Max Planck Madalyası (Max Planck Medal) ve 1950'de Hughes Madalyası (Hughes Madalyası) kazandı, 1937'de Edinburgh Kraliyet Cemiyeti'ne ve Mart 1939'da Kraliyet Cemiyeti'ne üye seçildi ve Nobel Ödülü'nü Walther Bothe (Walther Bothe) ile paylaştı. 1952'de kendisini vatansız bırakan ülkeye dönerek Batı Almanya'nın Bad Pyrmont kentine emekli oldu ve 5 Ocak 1970'te Göttingen'de seksen yedi yaşında öldü. Torunları beklenmedik bir son sağladı: kızı Irene'den olan torunu, şarkıcı ve oyuncu Olivia Newton-John'du (Olivia Newton-John). Ancak, kural (Born kuralı) anıttır. Modern kuantum teorisindeki her hesaplama onunla biter.