Az emberek felöltözve mennek az uszodába, de...

Ez pontosan ráillett Werner Heisenbergre, aki huszonkét évesen doktori értekezését igyekezett megvédeni. A bizottság elnöke, a német kísérleti fizika egyik büszkesége, Wilhelm Wien, ugyancsak Nobel-díjas, mentve a menthetőt – mivel a dolgozatot meglehetősen zavarosnak találta –, feltett az ifjú doktorjelöltnek néhány, egyetemi alsó tagozatosoknak szóló mentőkérdést. Heisenberg egyiket sem tudta megválaszolni. Wien felháborodása nem ismert határt. A bizottság másik tagja, a témavezető Arnold Sommerfeld – a róla elnevezett atommodell megalkotója – viszont kiállt ifjú kollégája mellett. Wien megkegyelmezett az ifjúnak: hagyta átmenni. Nem kellett döntését megbánnia: néhány év múltán Heisenberg már át is vehette a Nobel-díjat. Igaz, egy olyan elméleti kérdés tisztázásáért, aminek megoldásával Wien haláláig nem értett egyet.

Werner Heisenberg egyidős a huszadik századdal: 1901-ben született, a világhírű Bizánc-kutató, August Heisenberg fiaként. Apjával ellentétben őt a matematika és a fizika érdekelte, így a kor jeles elméleti szakemberénél, Arnold Sommerfeldnél végzett a müncheni egyetemen. Mivel az ifjú fizikus tehetségére Sommerfeld, a mai modern atommodell megalkotója korán felfigyelt, munkatársául fogadta, sőt tanítványa évtizedek múltán az utóda is lett az egyetemi katedrán.

Oly korban éltek ők, amikor minden megváltozott, amikor egy sihedernek is lehetett saját véleménye az elismert szaktekintéllyel szemben. Erre legjobb példa Niels Bohr 1922-es előadása, amelyben az épp frissen kitüntetett dán fizikai Nobel-díjas saját atomelméletéről adott elő. A lelkes hallgatóságban azonban helyet foglalt Werner Heisenberg is, aki tanárát, Sommerfeldet kísérte el az eseményre. A vitában rámutatott a Bohr-féle atommodell hiányosságaira. Fejtegetése abból indult ki, hogy a részecskék világában nagy bizonytalanság uralkodik: részben soha nem tudjuk ezeket közvetlenül megfigyelni, részben nem viselkedhetnek eddigi elképzeléseink szerint. Érvelésének lényege: az atom részeit és a burkot alkotó elektronokat következetesen részecskéknek tekintjük, holott nem biztos, hogy így van. A korra jellemző, hogy a huszonegy éves egyetemista felszólalása nem okozott botrányt, az előadó pedig szívébe fogadta ifjú pályatársát.

Heisenberg Sommerfeld tanítványaként vallotta, hogy az atommag körül keringő elektron nem lehet részecske. Mert ha az lenne, akkor minden eddigi ismereteink szerint keringése közben elektromágneses sugárzást kellene kibocsátania, ugyanúgy, mint amikor a villamos vezetőben halad. Viszont ha ezt megtenné, energiát veszítene, ennek következtében folyamatosan közelednie kellene a maghoz, míg bele nem zuhan. A megoldást valójában nem ő, hanem tanára, Sommerfeld találta meg, aki bebizonyította, hogy a mag körül elektronhéj van, ilyenkor az, amit eddig részecskének gondoltak, hullámburok alakot vesz fel. Heisenberg fő érdeme annak meghatározása, hogy miként viselkednek a mikrovilág részecskéi, közöttük az elektronok. Négy évvel az ominózus doktori disszertáció megvédése után jut el a róla elnevezett határozatlansági tényezőhöz. Kiderítette, nemcsak a részecskék jellege, de állapotuk között is nagy a bizonytalanság.

E forradalmi korra jellemző, hogy nemcsak a többé-kevésbé beavatottak, de még a Nobel-díjas fizikusok egyes generációi is összetűzésbe kerültek egymással. A fénykibocsátás szakaszosságát Max Planck fedezte fel. Amikor ebből a feltevéséből öt év múltán Albert Einstein kibontotta a kvantumelméletet, ő ezt badarságnak tartotta. Einsteint is utolérte a sorsa: bár a kvantumelmélet felfedezése az ő nevéhez fűződik, amikor Heisenberg a részecskék viselkedésének leírásával megalkotta a kvantummechanikát, hevesen tiltakozott ellene. A bizonytalansági tényező kapcsán mondta híres replikáját: Isten nem lehet kockajátékos. Heisenberg – a vallási körök nem kis megrökönyödésére – azzal válaszolt: a tények azt mutatják, hogy mégiscsak az.

Egyébként ő maga a bizonytalansági állapotot úgy jellemezte, hogy egy külső szemlélő csak annyit lát, hogy az emberek felöltözve bemennek az uszodába, ahonnan ugyanígy jönnek ki. Ebből a hagyományos gondolkodásmód szerint az következne, hogy odabenn is felöltözve csinálnak valamit. De azért néhány jel arra mutat, hogy mégsem.

A körülötte kitört vihart a Nobel-díj bizottság azzal zárta le, hogy neki ítélte 1932-ben a legrangosabb tudományos kitüntetést. Hogy a világi dolgokban kevésbé jártas ifjú tudós ne tévedjen el a svéd fővárosban, anyukája kísérte el a Nobel-díj átadására.

Tudományos pályafutásához hasonlóan egyéni élete is rendhagyóan alakult: elmúlt harmincöt éves, amikor megismerkedett az ifjú Elisabeth Schumacherrel. Házasságuk első évében megszületnek ikreik: Wolfgang és Maria, majd további öt gyermekük.

A harmincas-negyvenes évek folyamán Einstein megkísérli összehangolni az általános relativitáselméletet a kvantummechanikával, kidolgozni a természet minden jelenségét leíró világegyenleteket. A fő gond az volt, hogy minden erőhatást, vagyis az elektromost, az atomokban működő gyenge és erős kölcsönhatást részecskék közvetítenek. Csupán a tömegvonzás részecskéjét nem sikerült megtalálni. Pedig már neve is van: graviton. Einstein egyre reménytelenebb küzdelmet vívott ezért. Hogy mekkora szenzációról van szó, pontosan jelzi, hogy később megcáfolt képleteit a New York Times a címlapján közli.

Heisenberg is megkísérelte megalkotni a természet minden jelenségét leíró, a relativitáselméletet és a kvantummechanikát egyesítő nagy „világegyenletet”. A Columbia Egyetem nagytermében telt ház előtt megtartott előadását a következő szavakkal zárta: „Attól félek, hogy túl őrült ez az elmélet”. Az első sorban ülő nagy klasszikus, az immár harminc éve legendás barát Niels Bohr hangosan megjegyezte: „Én meg attól, hogy nem az”. Neki lett igaza: akárcsak Einstein, Heisenberg sem tudta a két tudományágat összekötő kapcsot megtalálni. Azóta sem sikerült senkinek az elég „őrült” elméletet felállítania.

Heisenberg termékeny munkássága folyamán alapvető felfedezéseket tett az atomburok, atommag, elemi részecskék és a magreaktorok területén, az ő nevéhez fűződik a ferromágnesek elmélete és az atommag neutronelmélete. Harminc éve, február elsején hunyta le örökre a szemét. Tevékenységével gyökeresen megváltoztatta a világ arculatát.