沃納·海森堡有哪些成就？德國著名物理學家海森堡生平簡介
海森堡是繼愛因斯坦之後最有作為的科學家之一。與愛因斯坦受普朗克的量子理論的啟發而提出了光量子假設一樣，海森堡也是得益於愛因斯坦的相對論的思路而於1925年創立起了矩陣力學，並提出不確定性原理及矩陣理論。量子力學是人們研究微觀世界必不可少的有力工具。由於對量子理論的新貢獻，他於1932年獲得了諾貝爾物理學獎。海森堡還完成了核反應堆理論。由於他取得的上述巨大成就，使他成了20世紀最重要的理論物理和原子物理學家。公元1901～公元1976，德國物理學家維爾納·卡爾·海森堡由於在取得整個科學史上的最重要的成就之一——量子力學的創立中所起的作用，於1932年獲得諾貝爾物理獎。
力學是研究物體運動普遍規律的物理學分支。它是物理學的最基本分支，又是最基礎學科。在20世紀初的年月裡，人們逐漸認識到公認的力學定律不能描寫極其微小物體如原子和亞原子粒子的行為;他們對此感到迷惑不解，忐忑不安，因為公認的定律應用於宏觀物體(即比個體原子大得多的物體)時是白璧無瑕，完美無缺的。
第二次世界大戰開始後，迫於納粹德國的威脅，丹麥的大物理學家玻爾離開了心愛的哥本哈根理論物理研究所，離開了朝夕相處的來自世界各地的同事，遠赴美國。德國的許多科學家也紛紛背井離鄉，堅決不與納粹勢力妥協。然而，有一位同樣優秀的物理學家卻留下來了，並被納粹德國委以重任，負責領導研製原子彈的技術工作，遠在異鄉的玻爾憤怒了，他與這位過去的同事產生了尖銳的矛盾，並與他形成了終生未能化解的隔閡。有趣的是，這位一直未能被玻爾諒解的科學家卻在1970年獲得了「玻爾國際獎章」，而這一獎章是用以表彰「在原子能和平利用方面做出了巨大貢獻的科學家或工程師」的。歷史在此開了個巨大的玩笑，這玩笑的主人公就像他發現的「不確定性原理」一樣，一直讓人感到困惑和不解。他就是量子力學的創始人——海森堡。
1976年2月1日逝世，享年75歲。
成長之路
20世紀初，以愛因斯坦的相對論和玻爾的原子模型為基礎而形成的理論物理學吸引著年輕的研究者們。丹麥的理論物理研究所成了年輕的物理學家嚮往的地方;在慕尼黑，玻爾的早期學說被人們廣泛接受，玻爾研究所工作的基礎正是玻爾一索末菲原子模型。1924年7月，海森堡的關於反常塞曼效應的論文通過審核，從而使他晉身為講師，獲得德國大學的任意級別中講學的資格。而波爾--他對這位出色的年輕人顯然有著明顯的好感--也來信告訴海森堡，他已經獲得了由洛克菲勒(Rockerfeller)財團資助的國際教育基金會(IEB)的獎金，為數1000美元，從而讓他有機會遠赴哥本哈根，與波爾和他的同事共同工作一年。當時，雲集在玻爾研究所的來自世界各國的理論物理學家，正試圖用這種模型來探索光譜線及其在電場和磁場的分裂，以便創立沒有邏輯矛盾的原子過程理論，同時，玻爾本人認為，只有堅決背離傳統的觀點，問題才能獲得進展。但究竟從何入手的問題卻一直困擾著他。這是一個棘手的問題，因為它事關從傳統的經典力學向一種更合乎自然的科學過渡。新事物的產生總要衝破重重阻礙，該怎麼辦呢?整個研究所陷入了沉思和不斷的實驗之中。1925年，當所有的努力都顯得徒勞無益時，人們似乎覺得物理學已經走進了一條死胡同。
然而，海森堡的思想讓玻爾長期的困惑迎刃而解。海森堡在大學時就對各種原子模型持懷疑態度。他感到玻爾的理論不可能在實驗中得到理想的證實。因為玻爾的理論建立在一些不可直接觀察或不可測量的量上，如電子運動的速度和軌跡等。海森堡認為，在實驗中，我們不能期望找到像電子在原子中的位置，電子的速度和軌跡等一些根本無法觀察到的原子特徵，而應該只探索那些可以通過實驗來確定的數值，如固定狀態的原子的能量、原子輻射的頻率和強度等。因此，在計算某個數值時，只需要利用原則上可以觀察到的數值之間的相互比值，即只有依靠數學抽像才能解決問題。因此，海森堡首先從玻爾的對應原理出發，從中找到充分的數學根據，使這一原理由經驗原則變為研究原子內部過程的一種科學方法。
海森堡沒有就此止步不前。1925年6月，他又解決了物理學上的另一個重要問題——如何解釋一個非簡諧原子的穩定能態，從而奠定了量子力學發展的綱領。幾個月後，他在物理學雜誌上發表了題為《關於運動學和力學關係的量子論新釋》的論文，將一類新的數學量引入了物理學領域，從而創立了量子理論。海森堡的理論基礎是可以觀察的事物或可以測量到的量。他認為，我們不是總能準確地確定某一時間電子在空間上的位置，也不可能在它的軌道上跟蹤它，因而玻爾假定的行星軌道是不是真的存在還不能確定。因此，像位置.速度等力學量，需要用線性代數中的「矩陣」這種抽像的數學體系來表示，而不應該用一般的數來表示。作為一種數學體系，矩陣是指複數在矩形中排列成的行列，每個數字在矩形中的位置由兩個指標來表示，一個相當於數學位置上的行，另一個相當於數學位置上的列的理論。「矩陣」被提出後，玻恩很快注意到了這個問題的重要性，他與約爾丹共同合作對矩陣力學原理進行了進一步的研究。1925年9月，他倆一起發表了《論量子力學》一文，將海森堡的思想發展成為量子力學的一種系統理論。11月，海森堡在與玻恩和約爾丹協作下，發表《關於運動學和力學關係的量子淪的重新解釋》的論文，創立了量子力學中的一種形式體系——矩陣力學。從此，人們找到了原子微觀結構的自然規律。愛因斯坦評價道：「海森堡下了一個巨大的量子蛋。」
海森堡的矩陣力學所採用的方法是一種代數方法，它從所觀測到的光譜線的分立性入手，強調不連續性。幾個月後的1926年初，奧地利物理學家薛定諤採用解微分方程的方法，從推廣經典理論人手，強調連續性，從而創立了量子力學的第二種理論——波動力學。由於兩個理論的創始人都只對自己的理淪深信不疑，而較少領會對方的思想，因而一場爭論就不可避免了，他們都對對方的理論提出了批評。後來，薛定諤在認真研究了海森堡的矩陣力學之後，與諾依曼一起證明了波動力學和矩陣力學在數學上的等價性。這兩種理論的成功結合，大大豐富和拓展了量子理論體系。這樣，解決原子物理任務的方法在1926年就正式創立起來了。
後來，在解釋氫分子光譜中強弱譜線交替出現的現象時，海森堡運用矩陣力學將氫分子分成兩種形式：正氫和伸氫，即發現了同素異形氫。這可是個了不起的發現。1933年，為了表彰他創立的量子力學，尤其是運用量子力學理論發現了同素異形氫，瑞典皇家科學院給他頒發了諾貝爾物理學獎。幸運之神降落到了年輕的海森堡身上。
人物履歷
維爾納·卡爾·海森堡(Wener Karl Heisenberg)是德國著名的理論物理學家、哲學家，量子力學的創始人之一。1901年12月5日，他出生於德國的維爾茨堡。他的父親A.海森堡博士是名噪一時的語言學家和東羅馬史學家，曾經在慕尼黑大學擔任中世紀和現代希臘語教授。受其影響，年幼的海森堡學到了一定的語言知識，其父對此引以為豪。
1920年以前，海森堡在著名的慕尼黑麥克西米學校讀書。麥克西米學校培養了不少未來的科學家，如量子思想的創始人普朗克40年前就在此求學。中學時，海森堡迷上了數學，並且很快掌握了微分學和積分學。那時的他，一直憧憬著在未來成為一名數學家。可是，後來的大學生涯卻改變了這個年輕人的命運。
1920年中學畢業後，海森堡考入慕尼黑大學，在索末菲、維恩等指導下攻讀物理學。後來，他又前往哥廷根大學，在玻恩和希爾伯特的指導下學習物理。1923年，海森堡寫出了題為《關於流體流動的穩定和湍流》這篇流體力學的博士論文，詳細研究了非線性理論的近似性，年終取得了慕尼黑大學的哲學博士學位。
1923年10月回到哥廷根，由馬克思· 玻恩私人出資聘請為助教。
1924年6月7日在哥廷根第一次遇見愛因斯坦。
1924年至1927年間，他得到洛克菲勒基金會的贊助，來到哥本哈根的理論物理研究所與玻爾一起工作。從此，海森堡置身於長期激烈的學術爭鳴的氛圍中，開始卓有成效的學術研究工作。
1933年12月11日獲得1932年度的諾貝爾物理學獎。
1934年6月21日提出正子理論。
學術征程
第二次世界大戰期間，當愛因斯坦等科學家受到納粹迫害時，海森堡因其對德國的熱愛而留在德國，並盡可能地挽救德國的科學。
1941年，他被任命為柏林大學物理學教授和凱澤·威廉皇家物理所所長，成為德國研製原子彈核武器的領導人，與核裂變的發現者之一哈恩一起研製核反應堆。隨著戰爭進程的推進，海森堡很快發現自己陷入矛盾之中：他熱愛自己的祖國，但又對納粹的暴行非常仇恨。因此，他便採取實際行動來遏制德國核武器的發展。
1946年，海森堡與同事一道在哥廷根重建了哥廷根大學物理研究所，從事物理學和天文物理學研究，並擔任所長。
1948年，該研究所易名為馬克斯·普朗克物理研究所。10年以後，他又被聘為慕尼黑大學的物理教授，研究所也隨他遷入慕尼黑，並改名為馬克斯·普克物理及天文物理研究所。
第二次世界大戰後，海森堡在促進原子能和平應用上做出了很大貢獻。1957年，他和其他德國科學家聯合反對用核武器武裝德國軍隊。他還與日內瓦國際原子物理學研究所密切合作，並擔任了這個研究機構的第一任委員會主席。
這位天才的物理學家永遠不會放棄學術上的不斷努力。自1953年後的20年中，海森堡把重點轉向基本粒子理論的研究。1958年4月，他提出了非線性旋量理論。這個理論的基礎是4個非線性微分方程及其包括引力子在內的所謂「宇宙公式」。這些方程系運用於自然界中，能體現出普遍對稱性的基本形式的微分系統，而且能解釋高能碰撞中產生的基本粒子的多樣性。海森堡以他的研究不斷推動現代物理向前發展。
1976年2月1日，海森堡這位20世紀傑出的科學家與世長辭。作為量子力學的奠基者，人們永遠不會忘記他改變了人們對客觀世界的基本觀點及其在實際應用中對激光、晶體管、電子顯微鏡等現代化設備中所產生的巨大影響。這位「永遠以哥倫布為榜樣」的科學家，在物理學微觀世界中，開拓了新的途徑，成為量子力學的創始人之一，在微觀粒子運動學和力學領域中做出了卓越的貢獻。