Maks Born

Maks Born
Maks Born
Lični podaci
Datum rođenja	(1882-12-11)11. decembar 1882.
Mesto rođenja	Breslau, Nemačko carstvo
Datum smrti	5. januar 1970.(1970-01-05) (87 god.)
Mesto smrti	Getingen, Zapadna Nemačka
Obrazovanje	Univerzitet u Getingenu
Naučni rad
Polje	fizika
Nagrade	Nobelova nagrada za fiziku (1954)
Potpis

Maks Born (nem. Max Born; 11. decembar 1882 — 5. januar 1970) bio je nemački fizičar. Dao dela iz teorije relativnosti, teorije kvanta, atomske strukture, i dr. S Valterom Boteom dobio je Nobelovu nagradu 1954. za statičko objašnjenje osnova kvantne mehanike i talasne funkcije i razne primene. Njegova unuka je poznata pevačica i glumica Olivija Njuton-Džon.

Maks je radio je na univerzitetima u Berlinu, Frankfurtu na Majni, Getingenu, Edinburgu. Poznat po radovima s područja kvantne mehanike, teorije relativnosti i teorije kristala. Kvantnomehaničkim talasnim funkcijama dao je statističku (probabilističku) interpretaciju (1926). Njegova primena računa smetnje na probleme raspršenja poznata je kao Bornova aproksimacija, a s Robertom Openhajmerom razvio je teoriju molekula. Uz objašnjenje prirode hemijskog afiniteta, znatno je doprineo razvoju kristalografije i kinetičke teorije tečnosti. Born-Haberovim kružnim procesom izračunava se energija kristalne rešetke. Metoda se temelji na termodinamičkom načelu prema kojem pri prelazu nekoga hemijskoga sistema iz jednog stanja u drugo ukupna oslobođena (ili apsorbovana) energija ne zavisi od puta reakcije. Za temeljna istraživanja u kvantnoj mehanici, posebno za statističku interpretaciju talasne funkcije, dobio je Nobelovu nagradu za fiziku je 1954. Iste je godine nagrađen i Valter Bote. Bio je član Kraljevskog društva (engl. Royal Society) od 1939, Nacionalne akademije nauka SAD (od 1955), nemačke Nacionalne akademije nauka Leopoldina (od 1958) i Američke akademije umetnosti i nauka (od 1959). Po njem su nazvani krater na Mesecu (Bornov krater) i planetoid (13954 Born).

Životopis

Mladi Born.

Vodonikove atomske orbitale na različitim energetskim nivoima. Svetlija područja pokazuju mesta gde se elektron najverovatnije može naći.

Talasne funkcije atoma vodonika, koje pokazuju verovatnoću pronalaska elektrona u prostoru oko atomskog jezgre. Svako stacionarno stanje određuje specifični energijski nivo atoma.

Prikaz talasa materije pri difrakciji elektrona.

Difrakcija elektrona je pokazala da se elektroni ponašaju i kao čestice i kao talasi (dualizam).

Rani život i obrazovanje

Born je rođen kao jedno od dvoje dece u židovskoj porodici. Otac mu je bio Gustav Born, istaknuti anatom i embriolog, a majka Margareta Kaufman, kći dobrostojećeg industrijalca. Imao je sestru Kati, i polubrata Volfganga iz drugog braka njegova oca sa Bertim Lipstajn. Njegova majka umrla je kada je on imao samo 4 godine. Prvo obrazovanje stekao je u gimnaziji kralja Vilhelma, a onda je nastavio da studira na univerzitetima u gradovima Breslau, Hajdelberg, Zirič, Getingen i Kembridž. Za vreme studija u Getingenu upoznao je mnoge naučnike i matematičare kao što su Klein, Hilbert, Minkovski, Runge, Švarcšild i Voigt.

Born se 1913. ženi Hedvigom Ehrenberg. Brak je imao troje dece, od kojih je jedno, njihov sin Gustav Viktor Rudolf Born. Njegova unuka je britansko-australijska glumica i pevačica Olivija Njuton Džon.

Karijera

Od 1915. do 1918. Born je, osim kratkog perioda služenja vojsci, predavao teorijsku fiziku na Berlinskom univerzitetu, gde je izgradio doživotno prijateljstvo s Albertom Ajnštajnom. Mesto profesora na frankfurtskom univerzitetu dobio je 1919, a na getingenškom univerzitetu 1921. U tom periodu formulisao je danas standardnu interpretaciju funkcije verovatnoće gustine za ψ*ψ u Šredingerovoj jednačini kvantne mehanike, za šta je 1954. dobio Nobelovu nagradu za fiziku.

Godine 1925. Born i Verner Hajzenberg formulisali su matriks mehanike koji predstavlja kvantnu mehaniku. Hajzenberg je Bornu poslao papire 9. jula da ih pregleda i predloži za štampu. U papirima Hajzenberg je formulirao kvantnu teoriju obilazeći koncentrisanu, ali neprimetnu reprezentaciju elektronskih orbita koristeći parametre kao tranzicijske mogućnosti kvantnih skokova, što zahteva korištenje dva indeksa koji odgovaraju inicijalnim i završnim stanjima. Kada je Born pročitao publikacije, prepoznao je formulaciju kao jedno koja se može prepisati tako da dostigne sistematični jezik matrice, koji je naučio dok ga je podučavao David Hilbert. Hilbertov prostor je osnovno matematičko sredstvo u matriksnoj formulaciji kvantne teorije. Born je uz pomoć svog učenika Paskala Jordana, odmah počeo transkripciju i proširenje, i svoje su rezultate predložili za štamšanje. Dodatne publikacije predložene su za štampu iste godine od sva tri autora. Tako se može reći da je Nobelova nagrada dodeljena Hajzenbergu 1932. trebala biti dodeljena i Bornu.

Born je 1933. emigrirao iz Nemačke. Imao je snažne javne pacifističke zamisli, a iako je bio luteranac, nacistički verski zakoni svrstavali su ga kao židova, te je s tim bio izložen antisemitizmu. U engleskoj je prihvatio mesto profesora na Kembridžu. Od 1936. do 1953. bio je profesor nacionalne filozofije u Edinburgu. Britanski državljanin i član Kraljevskog društva postao je 1939.

U pismu Bornu 1926, Albert Ajnštajn dao je svoje poznato zapažanje o kvantnoj mehanici, koje je često parafrazirano kao: Bog se ne kocka sa svemirom..

Maks i Hedvig Born penzionisali su se 1954. godine i otišli u nemački Bad Pirmont.

Born je bio jedan od 11 potpisivača na Rasel-Ajnštajnovom manifestu.

Born je sahranjen u Getingenu, na istom groblju kao i Valter Nernst, Vilhelm Eduard Veber, Maks fon Laue, Maks Plank i David Hilbert.

Statistička interpretacija u kvantnoj mehanici

Glavni članak: Talasi materije

Ervin Šredinger je pokušao da tumačiti elektron kao oblak električnog naboja. Međutim, ovo švaćanje talasa materije nailazi na velike teškoće. S jedne strane, u električnom oblaku došlo bi do međusobnog odbijanja istoimenih naboja, a to međusobno odbijanje kontinuirano razdeljenog elektriciteta moraloi bi se pribrojiti potencijalnog energiji. Kad bi se električni oblak širio, on bi umanjivao svoju energiju, a kad bi se stezao, povećao bi je. Međutim, takva potencijalna energija ne sme se dodati Šredingerovoj jednačini. Proračunate su direktne energije elektrona uzevši u obzir samo spoljašnji električni potencijal, koji dolazi od atomskog jezgre ili drugog električno naelektrisanog tela. Pored toga, neosporno je da elektron zaprema vrlo mali prostor. Superpozicijom različitih rešenja može se, doduše, postići da u jednom trenutku talas osciluje snažno (intenzivno) samo u ograničenom malom prostoru. No odmah posle toga, kako pokazuje račun, talas materije se širi. Talasni paket se raspršuje. Ako se dovoljno dugo čeka, talas materije se proširuje po povoljno velikom prostoru. Naravno, ne može se zamisliti da se dimenzije elektrona tako naglo povećavaju. Talasi materije moraju, dakle, značiti nešto drugo.

Na sličan paradoks nailazi se kad se talas materije primeni na jedan potencijalni bedem, koji je niži od energije elektrona. Kako je pre uočeno, talas materije će se na njemu delomično reflektirati, a delomično će se širiti u početnom smeru. Ako se zamisli da taj talas ne predočuje katodne zrake, nego jedan elektron. Elektron se reflektuje nazad ili je udaljava. Izlaz iz tih teškoća našao je M. Born. On je zadržao staru sliku elektrona kao tačkastog naboja. Po Bornu je potreban kvadrat amplitude talasa materije tumačiti kao verovatnoću da na nekom mestu postoji elektron. U talasnoj mehanici postoje talasi verovatnoće. Iako samo elektroni ostaju i dalje čestice, njihovo kretanje u prostoru određeno je talasnom funkcijom. Time talasi materije gube očigledno značenje koje su im pripisali Luj de Broj i Ervin Šredinger, i preostaju samo „talasi verovatnoće”.

Literatura

• Bernstein, Jeremy (2005). „Max Born and the Quantum Theory”. American Journal of Physics. 73 (11): 999—1008. Bibcode:2005AmJPh..73..999B. doi:10.1119/1.2060717.  Reprinted as chapter 7 in Bernstein, Jeremy (2014). A Chorus of Bells and Other Scientific Inquiries.
• Born, M.; Heisenberg, W.; Jordan, P. (1925). „Zur Quantenmechanik II”. Zeitschrift für Physik. 35 (557–615): 557. Bibcode:1926ZPhy...35..557B. S2CID 186237037. doi:10.1007/BF01379806. 
• Born, M.; Jordan, P. (1925). „Zur Quantenmechanik” (PDF). Zeitschrift für Physik. 34 (1): 858—888. Bibcode:1925ZPhy...34..858B. S2CID 186114542. doi:10.1007/BF01328531. Arhivirano iz originala (PDF) 4. 10. 2013. g. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Born, M. (1926). „Zur Quantenmechanik der Stoßvorgänge”. Zeitschrift für Physik. 37 (12): 863—867. Bibcode:1926ZPhy...37..863B. S2CID 119896026. doi:10.1007/BF01397477. 
• Born, Max (1969). Physics in my Generation. New York: Springer-Verlag. OCLC 53116. 
• Born, M.; Born, M. E. H.; Einstein, A. (1971). The Born–Einstein Letters: Correspondence between Albert Einstein and Max and Hedwig Born from 1916 to 1955, with commentaries by Max Born. I. Born, trans. London, UK: Macmillan. ISBN 978-0-8027-0326-2. 
• Born, G. V. R. (maj 2002). „The Wide-Ranging Family History of Max Born”. Notes and Records of the Royal Society of London. 56 (2): 219—262. JSTOR 3557669. S2CID 72026412. doi:10.1098/rsnr.2002.0180. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Greenspan, Nancy Thorndike (2005). The End of the Certain World: The Life and Science of Max Born. New York: Basic Books. ISBN 978-0-7382-0693-6. OCLC 56534998.  Also published in Germany: Max Born – Baumeister der Quantenwelt. Eine Biographie Spektrum Akademischer Verlag, 2005, ISBN 3-8274-1640-X.
• Heisenberg, W. (1925). „Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen”. Zeitschrift für Physik. 33 (1): 879—893. Bibcode:1925ZPhy...33..879H. S2CID 186238950. doi:10.1007/BF01328377. 
• Jammer, Max (1966). The Conceptual Development of Quantum Mechanics. New York: McGraw–Hill. OCLC 534562. 
• Jungnickel, Christa; McCormmach, Russell (1986). Intellectual Mastery of Nature. Theoretical Physics from Ohm to Einstein, Volume 2: The Now Mighty Theoretical Physics, 1870 to 1925. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-41585-7. OCLC 489992471. 
• Kemmer, N.; Schlapp, R. (1971). „Max Born 1882–1970”. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 17: 17—52. S2CID 73330505. doi:10.1098/rsbm.1971.0002. 
• Pais, Abraham (1991). Niels Bohr's Times, In Physics, Philosophy and Polity. Oxford: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-852049-8. 
• Segrè, Emilio (1980). From X-Rays to Quarks: Modern Physicists and their Discoveries. San Francisco: W. H. Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-1147-6. OCLC 5946636. 
• Recollections of Max Born, by Emil Wolf, in Astrophysics and Space Science, Volume 227, Numbers 1–2. (Biographical tribute)

Spoljašnje veze

• American Institute of Physics History Search: Max Born
• Encyclopædia Britannica, Max Born – full article
• Annotated bibliography for Max Born from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• Freeview video of Gustav Born (son of Max) with conversation and film on Gustav's memories of his father by the Vega Science Trust
• Max Born information from Nobel Winners site
• Maks Born na sajtu Nobelprize.org including his Nobel Lecture, 11 December 1954 The Statistical Interpretations of Quantum Mechanics
• Papers of Professor Max Born (1882–1970) Held at the Edinburgh University Library, Special Collections Division
• Kuhn, Thomas S., John L. Heilbron, Paul Forman, and Lini Allen Sources for History of Quantum Physics (American Philosophical Society, 1967)
• Oral History interview transcript with Max Born June 1960, 17 & 18 October 1962, American Institute of Physics, Niels Bohr Library and Archives Arhivirano na sajtu Wayback Machine (18. decembar 2011)
• „Video – Max Born (1959) : Optical Problems (German presentation)”. Lindau Nobel Laureate Meetings. Pristupljeno 19. 12. 2014. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• „Professor Max Born”. Nature (na jeziku: engleski). 225 (5233): 669—671. 14. 2. 1970. Bibcode:1970Natur.225..669.. ISSN 1476-4687. S2CID 4224915. doi:10.1038/225669a0 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)