Werner Heisenberg - Die Sprache der Atome (eBook)

Vorwort und Vorbemerkungen 5
Inhaltsverzeichnis 16
Prolog: Der Aufbruch zur modernen Physik 1895-1921 21
Teil I Jugend- und Lehrjahre 32
Einleitung 33
Kapitel 1 Werner Heisenbergs Jugend 34
1.1 Vorfahren von Werner Heisenberg und seine Kinderjahre 1901-1907 34
1.2 Ein guter Start, unruhige Schuljahre und das glänzende Abitur Herbst 1907 bis Sommer 1920 41
1.3 Eine prägende Erfahrung: Beginn der frohen jugendbewegten Zeit 1919-1921 57
1.4 Die Gruppe Heisenberg bei den Neupfadfindern Herbst 1921 bis Herbst 1922 69
Kapitel 2 Sommerfelds Optimismus und Heisenbergs Münchner Studium 83
2.1 Arnold Sommerfeld und seine Münchner Schule 1906-1921 87
2.2 Heisenbergs Studium, seine halben Quanten und die Zusammenarbeit mit Sommerfeld über den anomalen Zeeman-Effekt und andere spektroskopische Probleme Herbst 1920 bis Sommer 1922 107
2.3 Erste Erfolge in einer hydrodynamischen Frage und das Turbulenzproblem Juni 1921 bis Oktober 1922 132
2.4 Abschluss der Doktorarbeit und die Beinahe-Katastrophe im Examen rigorosum März bis Juli 1923 141
Kapitel 3 Die Göttinger Lehre. Hilberts Mathematik und Borns Physik 159
3.1 Die Mathematische Tradition Göttingens, David Hilbert und sein physikalischer Meisterschüler Max Born 167
3.2 Borns neuer Assistent Heisenberg und die Bemühungen um das Heliumproblem Winter 192223 187
3.3 Heisenbergs Finnlandreise, Inflation und Politik in der Heimat Sommer bis Herbst 1923 201
3.4 Borns Schule und die Vorahnung einer Quantenmechanik Herbst 1923 bis Sommer 1924 214
Kapitel 4 In der Spur von Niels Bohrs Physik und Philosophie 238
4.1 Einleitung: Niels Bohrs Persönlichkeit und Entwicklung bis 1920 238
4.2 Bohr und der Weg vom Triumph in die Krise der Atomtheorie 1921-1923 242
4.3 Heisenbergs Osterbesuch und die Erfolge der neuen Kopenhagener Strahlungstheorie Herbst 1923 bis Sommer 1924 255
4.4 Zum höheren Ruhm des Korrespondenzprinzips: Harmonie mit Bohr und Konkurrenz mit Kramers September bis Dezember 1924 274
4.5 Der besondere Schwindel oder Heisenbergs erfolgreiche Modelle komplexer Atome Dezember 1924 bis März 1925 297
Teil II Die Geburt der Quantenmechanik und ihrer physikalischen Deutung 313
Dramatisches Vorspiel 314
Kapitel 5 Der Sonnenaufgang in Helgoland und das große Quantenei 322
5.1 Einleitung 322
5.2 Vom Wasserstoffatom zum anharmonischen Oszillator Mai bis Anfang Juni 1925 327
5.3 Der Durchbruch zur Quantenmechanik in Helgoland 8. bis 18. Juni 1925 336
5.4 Beobachtbare Größen in der Quantenmechanik und Quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen Ende Juni bis 9. Juli 1925 347
5.5 Heisenbergs Englandfahrt und sein Abschied von Termzoologie und Zeemanbotanik Juli bis August 1925 364
Kapitel 6 Die ersten mathematischen Formulierungen der Quantenmechanik: Matrizenmechanik, Quantenalgebra und Operatorenmechanik 373
6.1 Vorbemerkung 373
6.2 Born und Jordan begründen die Matrizenmechanik Juli bis September 1925 375
6.3 Das magnum opus der Matrizenmechanik: Die Drei-Männer-Arbeit September bis November 1925 391
6.4 Paulis Matrizenlösung des Wasserstoffproblems, Diracs Quantenalgebra, Lanczos' feldmäßige Darstellung und die Operatorenmechanik von Born und Wiener Oktober 1925 bis Januar 1926 417
6.5 Zweideutiger Zwang oder der Elektronenspin von Uhlenbeck und Goudsmit in der Quantenmechanik Oktober 1925 bis März 1926 441
Kapitel 7 Quantenmechanik, Wellenmechanik und Anschauung 461
7.1 Der Ruf nach Kopenhagen und Heisenbergs Beziehungen zu Einstein Sommer 1925 bis April 1926 461
7.2 Intermezzo: De Broglies Materiewellen und Schrödingers Wellenmechanik November 1922 bis März 1926 476
7.3 Heisenbergs quantenmechanische Resonanz und die Lösung des Heliumproblems April bis August 1926 497
7.4 Das anschauliche oder das statistische Atom: Die Auseinandersetzungen der Quantenmechaniker mit Schrödinger Frühjahr bis Oktober 1926 515
Kapitel 8 Unbestimmtheit oder Komplementarität: Der beschwerliche Weg zur physikalischen Interpretation der Quantenmechanik 538
8.1 Einleitung 538
8.2 Moleküle, Fluktuation und quantentheoretische Transformationstheorie Oktober 1926 bis Februar 1927 541
8.3 Heisenbergs Diskussionen mit Bohr und Pauli und seine Entdeckung der Unbestimmtheitsbeziehungen Oktober 1926 bis März 1927 565
8.4 Heisenbergs Streit mit Bohr und der Ruf nach Deutschland April bis August 1927 587
8.5 Die Volta-Konferenz in Como und Bohrs Komplementaritätsprinzip September bis Oktober 1927 602
Teil III Der Triumph der Quantenmechanik 615
Vorspiel: Die Entstehung des Kopenhagener Geistes der Quantentheorie 1927-1929 616
Kapitel 9 Leipzig, das neue Zentrum der Atomphysik 642
9.1 Einleitung: Heisenbergs Weg nach Leipzig Mai bis November 1927 642
9.2 Die Physiktradition an der ehrwürdigen Universitas Lipsiensis 645
9.3 Professor Heisenberg lebt sich in Leipzig ein Oktober 1927 bis Februar 1929 659
9.4 Der neue Institutschef Peter Debye und die LeipzigerUniversitätswoche 673
9.5 Der dritte Professor im Leipziger Physikalischen Institut: Wentzel und sein Nachfolger Friedrich Hund 685
Kapitel 10 Die Begründung neuer quantenmechanischer Theorien in Leipzig 695
10.1 Einleitung 695
10.2 Anfänge der Heisenberg-Pauli'schen Quantelektrodynamik, Jordans zweite Quantelung und Diracs relativistische Elektronentheorie Februar 1926 bis Mai 1928 697
10.3 Heisenbergs Lösung des Rätsels Ferromagnetismus Mai bis Juli 1928 714
10.4 Die ersten Schüler Heisenbergs: Bloch, Peierls und die Metallelektronen Frühjahr 1928 bis Februar 1929 728
10.5 Der Kunstgriff in der Heisenberg-Pauli'schen Quantenelektrodynamik Herbst 1928 bis März 1929 746
Kapitel 11 Weltreise und Weltruhm 762
11.1 Reisevorbereitungen mit Dirac und Heisenbergs Fahrt in den WildenWesten März bis Juli 1929 762
11.2 Chicagoer Vorlesungen über Die Physikalischen Prinzipien der Quantentheorie 776
11.3 Ausbau der Heisenberg-Pauli'schen Quantenelektrodynamik Mai bis Juli 1929 791
11.4 Reisen mit Dirac in den USA und Japan und Heisenbergs Rückkehr von Japan über Indien nach Leipzig Frühjahr bis Oktober 1929 804
Kapitel 12 Aus dem Stillstand zu neuen Erweiterungen der Quantenmechanik 823
12.1 Einleitung 823
12.2 Das Leipziger Physikalische Institut von Debye, Heisenberg und Hund 1929-1931 826
12.3 Neue Probleme der Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik, Betazerfall sowie philosophische Diskussionen mit Bohr und Moritz Schlick 1929-32 848
12.4 Quantenelektrodynamische Probleme und theoretische Überlegungen zur Höhenstrahlung Ende 1931 bis April 1932 875
12.5 Heisenbergs Begründung der Theorie der Atomkerne und der Kernkräfte 1932 898
Epilog 1933: Die Brüsseler Konferenz und der Nobelpreis 930
E.1 Die 7. Solvay-Konferenz: Kernphysik und neue Elementarteilchen der Materie 931
E.2 Die Krönung der Quantenmechanik: Nobelpreise für Heisenberg, Schrödinger und Dirac im Dezember 1933 944
Bibliographie und Quellen 958
A.1 Ungedruckte Dokumente 958
A.2 Foto-Nachweis 959
B. Gedruckte Dokumente: Briefeditionen und Gesammelte Werke 960
C. Biografien, Festschriften, Handbuchartikel und Forschungsberichte, physikalische und physikhistorische Monographien 962
D. Wissenschaftliche und wissenschaftshistorische Artikel 968
Abkürzungen von häufiger zitierten Zeitschriftentiteln 968
Artikel 969
Verzeichnis der Bildtafeln 987
Namensverzeichnis 989