Eugene Wigner | |
---|---|
lógott. Wigner Jenő Pal | |
Születési dátum | 1902. november 17. [1] [2] [3] […] |
Születési hely | |
Halál dátuma | 1995. január 1. [4] [1] [2] […] (92 éves) |
A halál helye | Princeton , New Jersey , USA |
Ország |
Ausztria-Magyarország → USA |
Tudományos szféra | fizika |
Munkavégzés helye | |
alma Mater | |
tudományos tanácsadója | Polányi Mihály |
Díjak és díjak |
Franklin-érem (1950) Richtmyer-emlékdíj (1955) Enrico Fermi-díj (1958) Max Planck-érem (1961) Fizikai Nobel-díj (1963) Neumann János előadása (1966) Gibbs-előadás (1968) Amerikai Nemzeti Tudományos érem (1969) Einstein-díj (1972) ![]() |
Autogram | |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
Wigner Eugene Wigner vagy Enyo Pal Wigner ( magyarul Wigner Jenő Pál , ejtsd: [ ˈviɡnɛr ˈjɛnøː ˈpaːl]; 1902. november 17. , Budapest - 1995. január 1. , Princeton , USA ) magyar-amerikai fizika -amerikai kutató volt . 1937-ben amerikai állampolgárságot, 1963-ban pedig fizikai Nobel-díjat kapott "az atommag és az elemi részecskék elméletéhez való hozzájárulásáért, különösen a szimmetria alapelveinek felfedezéséért és alkalmazásáért" [8] .
A Berlini Műszaki Egyetemen végzett Wigner Karl Weisenberg és Richard Becker asszisztenseként dolgozott a berlini Kaiser Wilhelm Intézetben és David Hilbert asszisztenseként a Göttingeni Egyetemen . Wigner és Hermann Weyl elkezdte alkalmazni a csoportelméletet a fizikában, különösen a szimmetriaelméletben . Útközben úttörő munkát végzett a tiszta matematikában, amelyben számos matematikai tételt bebizonyított . Különösen Wigner tétele a kvantummechanika matematikai megfogalmazásának sarokköve . Az atommag szerkezetével kapcsolatos kutatásairól is ismert . 1930-ban a Princetoni Egyetem felvette Wignert Neumann Jánossal együtt , és ő az Egyesült Államokba költözött.
Wigner részt vett egy Leo Szilarddal és Albert Einsteinnel folytatott találkozón, amelynek eredményeképpen megszületett az Einstein-Szilard levél , amely arra késztette Franklin D. Roosevelt elnököt, hogy kezdeményezze az atombomba kifejlesztésére irányuló Manhattan Projektet . Wigner attól tartott, hogy az atombombát először német tudósok fejlesztik ki Németországban a német atomfegyver-projekt részeként . A Manhattan Project során egy csoportot vezetett, amelynek feladata az volt, hogy atomreaktorokat tervezzenek, hogy az uránt fegyverre alkalmas plutóniummá alakítsák át . Abban az időben a reaktorok csak papíron léteztek, és még egyetlen reaktor sem mutatott be hatékony láncreakciót . Wigner csalódott volt amiatt, hogy a DuPont a reaktorok részletes tervezéséért és nem csak a megépítéséért tette felelőssé.[ miért? ] . 1946 elején a Clinton Laboratory ( Oak Ridge National Laboratory ) kutatási és fejlesztési igazgatója lett , de csalódott volt az Atomenergia Bizottság bürokratikus beavatkozása miatt, és visszatért Princetonba.
A háború utáni időszakban számos kormányzati szervben dolgozott, köztük 1947-től 1951-ig a Nemzeti Szabványügyi Hivatalban, 1951-től 1954-ig a Nemzeti Kutatási Tanács Matematikai Bizottságában, a Nemzeti Tudományos Alapítvány Fizikai Bizottságában , és 1952 és 1957 között, majd 1959 és 1964 között az Atomenergia Bizottság befolyásos Általános Tanácsadó Bizottsága. Későbbi korában kezdett érdeklődni a filozófia iránt, és a műszaki matematikán és fizikán kívül megjelentette leghíresebb művét, A matematika kifürkészhetetlen hatékonyságát a természettudományokban .
Wigner Jenő Pál Budapesten , Ausztria-Magyarországon született 1902. november 17-én , középosztálybeli zsidó családban [9] . Édesapja, Wigner Antal ( Hung. Wigner Antal , 1870-1955) bőrgyári vezetőként dolgozott; anya, Erzsébet ( Hung. Erzsébet Einhorn Wigner , szül. Einhorn, 1879-1966), háziasszony volt. Wigner anyai nagyapja az Eisenstadt -i Esterházy -birtok orvosa volt . Volt egy nővére, Bertha, aki Biri néven ismert , és egy húga, Margit ( ang. Margit ) , aki Manciként ismert ( 10 ) [10] , aki később feleségül vette Paul Dirac brit elméleti fizikust . [11] . 9 éves koráig otthon tanított egy hivatásos tanár, és a harmadik osztályban kezdte az iskolát. Ebben az időszakban Wigner érdeklődést mutatott a matematikai problémák iránt [12] . 11 éves korában Wigner elkapta a kezdetben tuberkulózist . Szülei hat hétre az osztrák hegyekben lévő szanatóriumba küldték, mire az orvosok arra a következtetésre jutottak, hogy a diagnózis téves [13] .
A Wigner család zsidó volt, de nem vallásos. 1915-től 1919-ig a Fasori Evangélikus Gimnázium gimnáziumában tanult , amely iskolába édesapja járt. Tanítványtársa Janos von Neumann volt, aki egy évvel fiatalabb volt Wignernél, és egy barátja osztályába járt. Mindketten sokat tanultak a híres matematikatanár, Ratz László [14] óráiból . A Fashori Gimnáziumban kötelező volt a hitoktatás, Wigner pedig judaizmus órákra járt [15] . 1919-ben Kun Béla kommunista rendszere elől menekülve a Wigner család rövid időre Ausztriába menekült, majd Kun bukása után Magyarországra tért [16] , áttért az evangélikus hitre . Wigner később kifejtette, hogy családja evangélikus hitre való áttéréséről szóló döntése „szíve szerint nem vallásos, hanem antikommunista volt”, és részben a zsidók kiváltságos helyzetének köszönhető Kun Béla rezsimje alatt. [17] . Wigner maga is ateista volt [18] .
Wigner 1920-ban érettségizett a Budapesti Műszaki Egyetemre , a Műegyetemre . Nem volt megelégedve a kínált képzésekkel [19] , és 1921-ben belépett a Technische Hochschule Berlinbe (ma Berlini Műszaki Egyetem ) [20] , ahol vegyészmérnököt tanult [21] . Wigner a Német Fizikai Társaság nappali kollokviumain is részt vett . Vezető kutatók vettek részt ezekben a kollokviumokban, köztük Max Planck , Max von Laue , Rudolf Ladenburg , Werner Heisenberg , Walter Nernst , Wolfgang Pauli és Albert Einstein [22] . Wigner találkozott Leo Szilárd fizikussal is , aki azonnal Wigner legközelebbi barátja lett [23] . Wigner a Kaiser Wilhelm Fizikai Kémiai és Elektrokémiai Intézetben ( Fritz Haber Institute ) dolgozott, és ott ismerkedett meg Polányi Michaellel , aki Ratz László után Wigner legfontosabb tanára lett. A "The Formation and Decay of Molecules" ( németül Bildung und Zerfall von Molekülen ) című doktori disszertációja során Wigner témavezetőjeként működött [24] . 1924-ben Wigner főiskolai diplomát szerzett , 1925-ben pedig a műszaki tudományok doktora lett [20] .
Wigner visszatért Budapestre, ahol édesapja bőrgyárába ment, de 1926-ban elfogadta Karl Weissenberg ajánlatát a berlini Kaiser Wilhelm Institute-tól (Max Planck Fizikai Intézet). Weissenberg azt akarta, hogy valaki segítsen neki a röntgenkrisztallográfiás munkájában , Polányi pedig Wignert ajánlotta . Miután hat hónapig Weissenberg asszisztenseként dolgozott, Wigner Richard Beckerhez ment két félévre . Kutatással foglalkozott a kvantummechanika területén, Erwin Schrödinger munkásságát tanulmányozva . Belemerült Ferdinand Frobenius és Eduard Ritter von Weber csoportelméletébe is [25] .
Wigner felkérést kapott Arnold Sommerfeldtől , hogy a Göttingeni Egyetemen dolgozzon David Hilbert matematikus asszisztenseként . Ez a munka csalódásnak bizonyult számára, mivel az idős Hilbert matematikai képessége hanyatlott, érdeklődése a logika felé tolódott el. Wigner azonban önállóan folytatta tanulmányait [26] . Lerakta a szimmetriaelmélet alapjait a kvantummechanikában, és 1927-ben bevezette a ma Wigner D-mátrixként ismert [27] . Wignernek és Hermann Weylnek köszönhetően a csoportelméletet széles körben kezdték alkalmazni a kvantummechanikában. Weyl 1928-ban írta meg a ma már klasszikusnak számító Csoportelmélet és kvantummechanika című monográfiát , de nem volt könnyű megérteni, különösen a fiatal fizikusok számára. Wigner "Group Theory and its Applications to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra" (1931) című munkája szélesebb közönség számára tette elérhetővé a csoportelméletet [28] .
Wigner munkáiban megalapozta a szimmetriaelmélet alkalmazását a kvantummechanikában [29] . Ez az elmélet megváltoztatta a modern kvantummechanikát, Wigner tétele, amelyet 1931-ben bizonyított, ma a kvantummechanika matematikai megfogalmazásának sarokköve . A tétel meghatározza, hogy a fizikai szimmetriák , mint például az elforgatások, transzlációk és CPT szimmetria hogyan jelennek meg egy Hilbert állapottérben . A tétel szerint bármely szimmetriatranszformációt egy Hilbert-tér lineáris és unitárius vagy antilineáris és antiunitáris transzformációja reprezentál. A szimmetriacsoport Hilbert-térbeli reprezentációja viszont vagy közönséges reprezentáció , vagy projektív reprezentáció [30] [31] .
1929-re Wigner munkája felkeltette a fizikusok figyelmét. Az 1930-as évek végén Wigner kiterjesztette az atommagok kutatását. 1930-ban a Princetoni Egyetem felbérelte Wignert egy éves előadásra, amivel az európai fizetés hétszeresét kereste. Ezzel egy időben von Neumannt is felvették az egyetemre. Jönö Pal Wigner és Janos von Neumann 1928-ban három, 1929-ben kettő dolgozatban dolgozott együtt. Angol nevüket "Eugene"-re , illetve "John" -ra változtatták [ 32 ] . Amikor lejárt a szerződésük, az egyetem ötéves vendégprofesszori szerződést ajánlott nekik, minden évben fél évet Princetonban, fél évet pedig tanári pozícióban a Műszaki Középiskolában kellett tölteniük. Ez nagyon időszerű volt, amint a nácik hatalomra kerültek Németországban [33] . 1934-ben Princetonban Wigner bemutatta húgát, Muncie-t Paul Dirac fizikusnak, akit feleségül vett .
Wigner szerződése a Princetoni Egyetemmel 1936-ban járt le [35] . Gregory Breit segítségével Wigner új állást talált a Wisconsini Egyetemen . Ott ismerkedett meg első feleségével, Amelia Frankkel , aki fizikus hallgató volt . 1937-ben azonban váratlanul meghalt, ami Wignert mély depresszióba vezette. Később, 1938-ban elfogadta a Princeton Egyetem ajánlatát, hogy visszatérjen a tanszékre [36] . Wigner 1937. január 8-án lett az Egyesült Államok honosított állampolgára , és ebbe az országba hozta szüleit [37] .
Annak ellenére, hogy saját bevallása szerint nem a politika szakértője, Wigner 1939. augusztus 2-án részt vett egy találkozón Leo Szilarddal és Albert Einsteinnel , aminek eredményeképpen Einstein-Szilard levél született, ami Franklin D. Roosevelt elnököt Manhattan kezdeményezésére késztette . Atomfegyverek fejlesztésére irányuló projekt [38] . Wigner attól tartott, hogy a német atomfegyver-projekt sikeres lesz, és hogy Németország megnyerheti a második világháborút, ezért nem volt hajlandó ujjlenyomatokat adni, mivel azok segítségével azonosítani lehetne [39] . „A gyilkosság gondolatai – emlékezett vissza később – „csodálatosan összpontosítják az elmédet. ” 39
1941. június 4-én Wigner másodszor is feleségül vette Mary Annette Wheelert ( eng. Mary Annette Wheeler ), a Vassar College fizikaprofesszorát , aki 1932-ben szerzett Ph.D fokozatot a Yale Egyetemen . A háború után fizikát tanított a New Jersey-i Rutgers Egyetem Douglas College karán egészen 1964-es nyugdíjazásáig. A házasságból két gyermek született - David Wigner ( angolul David Wigner ) és Martha Wigner Upton ( angolul Martha Wigner Upton ) [40] .
Wigner 1942 és 1945 között a Chicagói Egyetem Kohászati Laboratóriumában dolgozott, ahol Enrico Fermivel együtt részt vett az első atomrektor építésében [41] . Miközben a Manhattan Projecten dolgozott, Wigner egy csapatot vezetett, amelyben J. Ernest Wilkins, Jr. , Alvin M. Weinberg , Katherine Way , Gail Young és Edward Creutz voltak . A csoport küldetése az volt, hogy olyan kereskedelmi nukleáris reaktorokat fejlesszenek ki, amelyek képesek az uránt fegyverre alkalmas plutóniummá alakítani . Akkoriban a reaktorok csak papíron léteztek, igazi láncreakciót még nem lehetett végrehajtani. 1942 júliusában Wigner egy konzervatív [ pontosítás ] 100 MW-os reaktortervet választott grafitneutron moderátorral és vízhűtéssel [42] , és a világ első atomreaktorában , a Chicago Woodpile-1-ben [43] egy szabályozott nukleáris láncreakció ment végbe .
Wigner csalódott volt, hogy a DuPont nem csak a reaktor felépítéséért, hanem a részletes tervezésért is felelős. 1943 februárjában azzal fenyegetőzött, hogy lemond, de a Kohászati Laboratórium vezetője, Arthur Compton lebeszélte róla, és inkább szabadságra küldte. Mint kiderült, a DuPont tervezési döntése, hogy a reaktort további betápláló csövekkel látja el, hogy több uránt kapjon, megmentette a projektet, amikor a neutronmérgezési probléma felmerült [44] . Az extra csövek nélkül a reaktor csak a tervezett kapacitásának 35%-án tudna működni, amíg a grafitban lévő bórszennyeződések ki nem égnek, és elegendő plutónium keletkezett a reaktor teljes teljesítménnyel történő működtetéséhez, ami egy évet visszavet a projektbe [45] . Az 1950-es években Wigner a DuPontnál dolgozott a Savannah folyó szakaszán [44] . Wigner nem érezte magát bűnösnek amiatt, hogy más tudósokkal dolgozott együtt a Manhattan Projekten, és néha sajnálatát fejezte ki amiatt, hogy az atombombát nem egy évvel korábban készítették el [46] . 1945 márciusában az atombomba-programban részt vevő fizikusok megbízásából Szilárd Leó memorandumot készített, amelyben a tudósok ellenezték az atombomba azonnali felhasználását, ezt a dokumentumot Wigner is aláírta [47] .
A tudós egyik fontos felfedezése a projekt munkája során a Wigner-effektus (a grafit moderátor duzzanata, amelyet az atomok neutronsugárzás hatására bekövetkező elmozdulása okoz ) [48] , amely komoly problémát jelentett a reaktorok számára a Hanford komplexum a háború utáni időszakban, és a termelés csökkenéséhez és a reaktor teljes leállításához vezetett [49] . Végül kiderült, hogy szabályozott melegítéssel és izzítással kiegyenlíthető [50] .
A Manhattan Project finanszírozásával Wigner és Leonard Eisenbud kidolgozta a nukleáris reakciók általános megközelítését, a Wigner-Eisenbud R-mátrix elméletet. A témában 1947-ben jelentek meg munkák [51] .
1946 elején Wigner a Tennessee állambeli Oak Ridge-ben található Clinton Laboratory ( Oak Ridge National Laboratory ) igazgatója lett . Mivel nem kívánt adminisztratív feladatokat elvállalni, a laboratórium társigazgatója lett, az adminisztrációs munkát pedig James Lam vette át ügyvezető igazgatóként [52] . Amikor az 1947 elején megalakult Atomenergia Bizottság (AEC) lett a felelős a laboratórium működtetéséért, Wigner attól tartott, hogy a technikai döntések nagy részét Washingtonban hozzák meg [53] . Azt is értékelte, hogy a hadsereg továbbra is alkalmazta a háborús biztonsági politikát a laboratóriumban, mint "irritáló figyelmetlenséget", amely akadályozta a kutatást [54] . Az egyik ilyen eset 1947 márciusában történt, amikor az AEC felfedezte, hogy a Wigner-tudósok az urán-235 kritikus tömegével végeznek kísérleteket , amikor a Manhattan Project igazgatója, Leslie R. Groves vezérőrnagy , Jr. augusztusban betiltotta az ilyen kísérleteket. 1946-ban Louis Slotin halála után a Los Alamos Laboratoryban . Wigner felajánlotta Groves parancsának törlését, de kénytelen volt leállítani a kísérleteket, annak ellenére, hogy azok teljesen különböztek attól, amelyik megölte Slotint [55] .
Mivel alkalmatlannak érezte magát vezetői szerepre, 1947-ben otthagyta az Oak Ridge-et, és visszatért a Princetoni Egyetemre, [56] bár sok éven át az Oak Ridge tanácsadója maradt [53] . A háború utáni időszakban számos kormányzati szervben dolgozott, köztük a Nemzeti Szabványügyi Hivatalban (1947-től 1951-ig), az Országos Kutatási Tanács Matematikai Bizottságában (1951-től 1954-ig), az Országos Fizikai Bizottságban. Science Foundation és az Atomenergia Bizottság befolyásos Általános Tanácsadó Bizottsága Energia (1952 és 1957 között, majd 1959 és 1964 között) [57] . A polgári védelemben is közreműködött [58] .
Élete vége felé Wigner érdeklődése a filozófia felé terelődött. 1960-ban publikálta a matematika és a fizika filozófiájának klasszikusává vált művét, a műszaki matematikán és fizikán kívül leghíresebb művét "A matematika ésszerűtlen hatékonysága a természettudományokban " címmel [59] . Azzal érvelt, hogy a biológia és a megismerés lehet a fizikai fogalmak forrása – mi, emberek hogyan érzékeljük őket. Wigner úgy gondolta, hogy „ésszerűtlennek” és nehezen megmagyarázhatónak tűnik az a boldog egybeesés, hogy a matematika és a fizika olyan jól illeszkedik egymáshoz [59] . Eredeti dolgozata számos tudományágon átívelő választ generált és inspirált. Ide tartozott Richard Hamming számítástechnikából [60] , Arthur Lesk molekuláris biológiából [61] , Peter Norvig adatbányászatból [62] , Max Tegmark fizikából [63] , Ivor Grattan-Guinness matematikából [64] és Vela Velupillai . a közgazdaságtanban [65] .
A kvantummechanika elméletének filozófiai kérdéseivel foglalkozva Wigner kidolgozott egy gondolatkísérletet (amit később Wigner baráti paradoxonnak neveztek ), hogy illusztrálja azt a meggyőződését, hogy a tudat áll a kvantummechanikai mérési folyamat mögött . Így olyan ontológiai megközelítést követett, amely az emberi tudatot helyezi az univerzum középpontjába: „Minden, amit a kvantummechanika megpróbál biztosítani, az a tudatosság későbbi benyomásai (más néven „appercepciók”) közötti valószínűségi kapcsolatok” [66] .
A mérések azokra a kölcsönhatásokra vonatkoznak, amelyek benyomásokat keltenek az elménkben (és ennek eredményeként módosítják a „mért” fizikai rendszer hullámfüggvényét) – ezt az elképzelést a „ tudat összeomlást okoz ” értelmezésnek nevezték el.
Hugh Everett III (Wigner tanítványa) 1957-es disszertációja nyitó részében Wigner gondolatkísérletét "szórakoztató, de erősen hipotetikus drámaként" jellemezte [67] . Everett művének korai vázlatában megtalálható a "Wigner barátja" szituáció rajza is [68] , amely az első papíron látható bizonyítéknak tekinthető egy gondolatkísérlet létezésére, amelynek elsődleges forrása Wigner volt. . Ez arra utal, hogy Everett legalább megvitatta a kérdést Wignerrel.
1963 novemberében Wigner a nemzeti védelmi költségvetés 10%-át kérte a nukleáris robbantási óvóhelyekre és a túlélési forrásokra, azzal érvelve, hogy az ilyen kiadások olcsóbbak, mint a leszerelés. Wigner a közelmúltban végzett Woods Hole -tanulmány következtetését , miszerint egy nukleáris csapás az amerikaiak 20%-át ölné meg, nagyon szerény jóslatnak tartotta, és hogy az ország gyorsabban kilábalhat egy ilyen támadásból, mint Németország a második világháború pusztításaiból [69] .
Wigner 1963-ban megkapta a fizikai Nobel-díjat "az atommag és az elemi részecskék elméletéhez való hozzájárulásáért, különösen a szimmetria alapelveinek felfedezéséért és alkalmazásáért" [8] . Ugyanebben az évben a pénzdíjat több díjazott között osztották fel, a díj másik felét Maria Goeppert-Mayer és J. Hans D. Jensen [8] . Wigner kijelentette, hogy soha nem fontolgatta ezt a lehetőséget, és hozzátette: "Soha nem számítottam arra, hogy a nevem úgy kerüljön be az újságokba, hogy ne csináljak valami rosszat" [70] . 1950- ben Franklin-érmet [71] , 1958-ban Enrico Fermi -díjat [72] , 1959 -ben Atom a Békéért-díjat [73] , 1961-ben Max Planck-érmet [74], 1958-ban Enrico Fermi-díjat [74] , 1961-ben Max Planck-érmet [74], 1958-ban Enrico Fermi-díjat [74] kapott . 1969 -ben [75] , 1972 -ben Albert Einstein -díjban [76] , 1974-ben az American Academy of Achievement Gold Plate- díjában [77] és 1978-ban az azonos nevű Wigner-éremmel [78] . 1968-ban Wigner elnyerte a Gibbs-előadást [79] [80] .
Felesége, Mary 1977 novemberében halt meg [81] [82] . 1979-ben Wigner harmadszor házasodott össze Eileen Clare-Patton (Pat ) Hamiltonnal , Donald Ross Hamilton fizikus, a Princetoni Egyetem Graduate School dékánjának özvegyével, aki 1972-ben halt meg [ 83] . 90 évesen jelentette meg The Memoirs of Eugene P. Wigner című memoárját Andrew Santonnal . Ezekben Wigner így fogalmazott: „Az élet teljes értelme, minden emberi vágy kollektív jelentése valójában nem érthető rejtély. Fiatal koromban ez az állapot bosszantott. De mára megbékéltem vele. Még azt is megtiszteltetésnek érzem, hogy kapcsolatba kerülök ezzel a rejtéllyel . Philosophical Reflections and Syntheses (1995) című esszégyűjteményében megjegyezte: "Lehetetlen volt a kvantummechanika törvényeit teljesen következetesen megfogalmazni a tudatra való hivatkozás nélkül" [85] .
Wigner tüdőgyulladásban halt meg a New Jersey állambeli Princetoni Egyetemi Orvosi Központban 1995. január 1-jén [86] . Felesége, Eileen (meghalt 2010-ben) és gyermekei, Eric, David és Martha, valamint testvérei, Bertha és Margit [76] maradtak .
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Szótárak és enciklopédiák | ||||
Genealógia és nekropolisz | ||||
|
-díjasok 1951-1975 | Fizikai Nobel|
---|---|
| |
|