Макс Борн

Макс Борн (– ) — германски физичар и математичар кој бил инструментален во развојот на квантна механика. Тој исто така имал голем  придонес во физиката на цврстата материја, оптиката и бил ментор на голем број познати физичари од 1920 до 1930год. Борн во 1954 година ја освоил Нобеловата награда за физика за неговото истражување на  " Основно истражување на квантната механика, особено при статистичкото толкување на брановата функција".

Борн е роден во 1882 година во Бреслау, во тогашна Германија, а денес во Полска е познат како Вроцлав. Тој се запишал на Гетингенскиот универзитет во 1904 година, каде што тој се запознал со тројца познати математичари, Феликс Клајн, Давид Хилберт и Херман Минковски. Тој својата докторска теза именувана како "Стабилноста на еластиката во рамнината и просторот" освојувајќи  награда на филозофскиот факултет при Универзитетот. Во 1905 година, тој започнал истражување за специјалната релативиност заедно со Минковски, а подоцна ја напишал својата теза за хабилитацијата заснована на Томсонвиот модел за атмомот. На средбата со Фриц Хабер во Берлин во 1918 година имал разговор за начинот на кој е созадава едно јонско соединение кога еден метал реагира со халоген, теорија денес позната како Борн-Харберов циклус.

За време на Првата светска војна, откако првично бил поставен како радиооператор, тој бил префрлен на истражувачки проекти поврзани со движењето на звукот. Во 1921 година, Борн се вратил во Гетинген, обезбедувајки уште едно работно место за неговиот долгогодишен пријател и колега Џејмс Франк. Работејќи Борн успеал да го претвори Гетиген во еден од врвните светски центри за физика. Во 1925, Борн и Вернер Хајзенберг ја создале матричната механика која се користи во квантната механика. Следната година го осмислува стандардното толкувње на функцијата за распределба на веројатноста за  ψ*ψ во Шредингеровата равенката , за што бил награден со Нобелова награда за физика во 1954 година. Неговите истражувања стекнале светска слава. Макс Делбрик, Зигфрид Флиге, Фридрих Хунд, Паскуал Јордан, Марија Геперт Мајер, Лотар Волфганг Нордхајм, Роберт Опенхајмер, и Виктор Вајзенкопф сите стекнале титула Доктор на науки под менторство на Борн во Гетинген и неговите асистенти меѓу кој биле Енрико Ферми, Вернер Хајзенберг, Герхард Херцберг, Фридрих Хунд, Паскуал Јордан, Волфганг Паули, Леон Розенфелд, Едвард Телер и Јуџин Вигнер.

Во јануари 1933 година, Нацистичката партија доаѓа на власт во Германија и Борн, кој бил евреин, бил суспендиран. Тој емигрирал во Велика Британија, каде што се вработил на колеџот Свети Џон во Кембриџ, каде што ја напишал популарната научна книга Неуморниот Универзум, како и книгата Атомската физика, која во кус период станала стандарден учебник. Во октомври 1936, тој станува Тајт професор по природна филозофија на Единбуршкиот универзитет, каде со  асистентите со германско потекло Валтер Келерман и Клаус Фукс ги продолжил своите истражување во физиката. Макс Борн станал натурализиран британски поданик на 31 август 1939 година, еден ден пред да започне Втората светска војна во Европа. Тој останал во Единбург до 1952. Тој се пензионирал  во Бад Пирмонт Западна Германија, а животот го завршува  во Гетингенска болница на 5 јануари 1970 година.

Ран живот
Макс Борн е роден на 11 декември 1882, во еврејско семејство, во градот Бреслау (денешен Вроцлав, Полска) кој во моментот на неговото раѓање, бил дел од пруската покраина Шлеска во Германскотот царство. Тој бил еден од двете деца на Густав Борн, анатом и ембриолог, кој бил професор по ембриологија на универзитетот во Бреслау, а неговата сопруга Маргарет (Гречен) Кауфман, од Шлеизско семејство кои биле идустријалци. Таа починала кога Макс имал четри години, на 29 август 1886. Макс имал сестра Кете, која е родена во 1884 и полубрат Волфганг од вториот брак на неговиот татко со Берта Липстеин. Волфганг подоцна станал професор по историја на уметност на Сити колеџот во Нујорк.

Првично се образувал во гимназијата Кониф Вилем во Бреслау, Борн се упишал во Универзитеотот во Бреслау во 1901. Универзитетскиот систем на Германија им овозможило на студентите лесно да преминуваат од еден на друг универзитет, па тој го поминал летниот семестар во универзитетот Хајделберг во 1902 година, а во 1903 година на универзитетот во Цирих. Неговите колеги во Бреслау, Ото Типлиц и Ернст Хелингер му го посочиле универзитетот во Гетиген, каде Борн заминал во април 1904. Во Гетиген тој нашол тројца познати математичари: Давид Хилберт, Феликс Клајн и Херман Минковски. Веднаш по неговото пристигнување, Борн воспоставил блиски односи со двајцата. Од првиот час Хилберт го опишал Борн како човек со исклучителни способности и го избрал него за личност  чија функција била да се пишуваат белшки на часот по математика за студентите во универзитетот во Гетиген. Со таа функција Борн го става во редовен, непроценлив контакт со Хилберт, во чие време Хилберт дарежливо бенифира од плодниот ум на Борн. Хилберт станал ментор на Борн откако го избрал тој да биде првиот кој прифатил неплатена, полу официјална позиција на асистент. Запознавањето на Брон со Минковски се остварува преку неговата маќеа, Берта, која пак го познавала Минковски од нејзините часови по танцување во Кенигсберг. Ова запознавање му овозможува покана на Борн во куќата на Минковски на неделните ручеци. Покрај тоа, при извршување на своите обврски како писар и асистент, Борн во куќата на Миновски често го сретнувал Хилберт.

Односите на Борн со Клајн биле проблематични. Борн присуствувал на семинар одржана од страна на Клајн и професорите на применета математика Карл Рунге и Лудвиг Прандл на тема еластичност. Иако особено не заинтересиран во оваа тема, Борн бил должен да ги изнесе на хартија. Користејќи Хилбертовата анализа на варијации, тој ја претставил со помош на крива конфигурација на жица со двата краја фиксни, тој покажал дека ќе биде најстабилна. Клајн бил ипресиониран, и го поканил Борн да поднесе теза на темата "Стабилноста на виткаат во рамнина и простор" – предмет близу и драг на Клајн – кој Клајн го договорил да биде предмет за престижна годишна награда од Факултетот за филозофија од страна на Универзитетот. Записите исто така може да се квалификуваат како докторси десертации. Борн одговорил со одбивање на понудата, применета математика не била неговата омилена област на студии. Клајн бил мнгоу навреден.

Клајн имал моќ да направи или да сруши академски кариери, па Борн се почувствувал приморен да влезе во борба за наградата. Бидејќи Клајн одбил да го надгледува него, Борн приредил за Карл Рунге да биде негов надгледувач. Волдемар Фогт и Карл Шварцшилд станале негови други испитувачи. Почнувајќи од својот труд, Борн развил равенки за условите за стабилност. Како што тој станал сè повеќе заинтересиран за темата, тој конструирал апарта којшто ќе можел да ги тестира неговите експериментални предвидувања. На 13 јуни 1906 година, ректорот најавил дека Роден ја добил наградата. Еден месец подоцна, тој го поминал неговото усно испитување и го добил својот докторат по математика со големи пофалби.

По дипломирањето, Борн бил должен да служи војска, која била одложена додека бил студент. Тој се нашол себеси регрутирани во германската армија, и испратени на Дрегунс 2 гарда "царицата Александра на Русија", кој бил стациониран во Берлин. Неговата служба била кратка, којшто бил разрешен откако добил напад на астма во јануари 1907 година, тогаш тој отпатувал во Англија, каде што тој бил приемен во Гонвил и Киис колеџ во Кембриџ и студирал физика шест месеци  во лабораторија во Кевендиш под J.J. Томсон, Џорџ Сирл и Јосиф Лармор. Откако Борн се вратив во Германија, Армијата повторно го повикала и тој служел во елитаната I (Шлеска) оклопна коњаница "Големиот избирач", сè додека тој повторно медицински не бил испразнет по услуга на шест недели, потоа се вратил во Бреслау, каде што работел под надзор на Ото Лума и Ернст Прингсхајм, надевајки се дека ќе направи хабилитација во физика. Мала несреќа кои го вклучува експериментот на борн црно тело, пукната цевка за вода за ладење, а поплавена лабораторијата, доведеува до  Лумар кажувајќи му дека тој никогаш нема да стане физичар.

Во 1905, Алберт Ајнштајн го објавил текстот за Електродинамика на подвижни тела за специјална релативност. Борн бил заинтригиран, и почнал да истражува на оваа тема. Тој бил растревожен кога открил дека Минковски исто така ја испитува специјалната релативност во иста насока, но кога тој му напишал писмо на Минковски за своите резултати, Минковски побара од него да се врати во Гетинген и да направи хабилитација таму. Борн  прифатил. Типлиц му помогнал на Борн ја исчеткал неговата матрична алгебра, со што тој ќе можел да работи со четири-димензионален простор матриците на Минковски се користеле во рамките на проектот на истиот да се усогласи со релативноста на електродинамика. Борн и Минковски се здружиле и нивната работа направил добар напредок, но Минковски ненадејно починал од воспаление на слепото црево, на 12 јануари 1909 година. Борн зборувал во името на студентите по математика на погребот.

Роден се обидел да ги презентира своите резултати на состанокот во Гетинген по математичко општество. Неколку недели подоцна тој не се далеку пред да се оспорени од Клајн и Макс Абрахам, кој ја отфрли релативноста, и принуден да го прекине предавањето. Сепак, Хилберт и Рунге беа заинтересирани за работата на Борн, а по некоја дискусија со Борн тие станаа убедени во вистинитоста на своите резултати, и го убедил да предава повторно. Овој пат тој не беше прекината, и Фогт понудени да се спонзорираат хабилитација теза Роден е  Роден потоа објави својот говор како член на "Теоријата на цврсти тела во Кинематика на принципот на релативноста" германски: „Die Theorie des starren Elektrons in der Kinematik des Relativitätsprinzips“, што го воведе концептот на Борнова цврстина. Борн на 23 октомври ја презентиранл својата хабилитација на Томсоновиот модел на атомот.

Кариера
Берлин и Франкфурт
Борн се населил како млад академик во Готинген како надворешен предавач. Во Готинген, Борн бил сместен во куќа за издавање водена од сестра Ени на Далман Штрасе 17, позната како Ел Бокаребо. Името е изведено од првите букви од презимињата на станарите. Ел за Ела Филипсон (студент по медицина), Бо за Борн и Ханс Болза (студент по физика), Ка за Тодор Фон Карман (надворешен предавач) и Ре за Албрехт Ренер (друг медицински студент). Чест посетител во куката бил Пол Питер Евалт, докторат од Арнолд Сомерфилд позајмен на Хилберт во Готинген како специјален асистент за физика. Ричард Курант, математичар и надворечен предавач кои ги нарекувал овие луѓе „во група“.

Во 1912 г., Борн ја запознал Хеди Еренберг ќерка на професор по право на универзитетот во Лајпцик и пријателка на ќерката на Карл Рунге, Ирис. Таа била со еврејско потекло од страна на таткото иако тој станал Лутарист кога се оженил како и сестра му на Макс, Кети. И покрај тоа што не ја практикувал неговата религија, тој одбрал да се промени и неговата свадба на 02,08,113 била церемонија во градина. Сепак, тој бил прогласен за лутерис во март 1914 г. од истиот пастор кој ја извршил неговата свадбена церемонија. Борн ги сметал религиозните професии и црквите како неважни. Неговата одлука да биде покрстен била делумно заради неговата жена и делумно за да се вклопи во Германското општество. Од бракот произлегле три деца: две керки, Ирена родена во 1914 г. и Маргарита родена во 1915 г. и синот Густав роден во 1921 г. За време на бракот, Борн е поврзан со правникот Виктор Ехренберг,  татко на неговата сопруга и Рудолв Фон Јеринг, дедо на неговата сопруга, како и со Ханс Ефренберг Кој е чичко на Британскиот комичар Бен Елтон.

До крајот на 1913 г., Борн издал 27 текстови, вклучувајќи важна работа за релативност и динамичноста на кристалните решетки, која стана книга. Во 1914 г. добил писмо од Макс Планк објаснувајки дека ново изворедно професорско место е отворено за теориска физика во универзитетот во Берлин. Местото било понудено на Макс Фон Лау, но тој го одбил.Борн прифатил. Првата светска војна почнала да беснее. Набрзо после пристигањето во Берлин во 1915 г. тој се придружил на армијата.Во октомври се приклучил на армијата на Берлин за артилериски истражувања и развојни организации, под Рудорф Ладенбург, кој воспоставил специјална единица за нови технологии. Во Берелин, Борн станал животен пријател со Ајнштајн, кој станај чест посетител на Борновиот дом. Во деновите на примирје во ноември 1918г, планк го ослободил Борн. Можноста да се види со Фриц Хабер тој месец водело кон дискусија за јонските компоненти кој се формираат кога металот реагира на халоген, кој денеска е познат како Борн-Хабер циклус.

Пред Борн да го добие местото во Берлин, Фон Лауе се премислил и одлучил дека го посакува и покрај се.Тој се договорил со Борн и сродните факултети да разменуваат работи. Во април 1919 г Борн станал професор и директор на институтот за теориска физика на научниот факултет во универзитетот во Франкфурт. Додека бил таму, му пристапиле од универзитетот во Готинген, кој барале замена за Петер Де Би како директор за институтот за физика. теориската физика, му рекол Ајнштајн, ќе цвета каде што си ти, не може да се најде подобар од Борн во Германија денес. Во преговорите за позицијата со министерот за образование, Борн се договорил за друга позиција, за експериментајна физика, во Готинген за неговиот долгогодишен пријател и колега Џејмс Френк.

Готинген
Солвеј конференција, 1927г. Борн е втор од десно во вториот ред помеѓу Луис Де Брогол и Нилс Бор.

Дванаесет години Борн и Френк беа во Готинген од 1921 г. до 1933 г., Борн имал соработка со поделени гледишта за основните научни концепти – различна предност за учење и неговите истражувања за развојот на квантната теорија. Пристапот на тесна соработка на теорискиот физичар и експерименталниот физичар  било споделено помеѓу Борн во Готинген и Арнолд Сомелфилд од универзитетот во Минхен, кој бил редовен професор по теориска физика и директор на институтот за теориска физика – основен двигател за развојот на квантната теорија. Борн и сомерфилд не само што ги споделуваа нивните пристапи во користење експериментална физика за да ги тестираат и унапредат нивните теирии, но сомерфилд, во 1922 г. кога бил во САД во универзитетот во Винсконсин – Мединсон, го пратил неговиот студент Вернер Хајсенберг да му биде асистент на Борн. Хајсенберг се вратил во Готинген во 1923 г., каде што ги завршил неговите усовршувања со Борн во 1924г, и станал надворешен предавач во Готинген.

Во 1925, Борн и Хајсенберг ја формулираа механичката матрица претставувајки ја квантната механика. На 09.07, Хајсенберг му даде на Борн материјал насловен како квантно – теориска реинтерпретација на кинематичките и механичките врски за да го разгледа, и да го поднесе за издавање. Во материјалот Хајнзенберг формулирал квантна теорија, избегнувајки конкретни претставувања на орбитата на електронот преку користење параметри како транзитни можности за квантни скокови, кои произлегуваат користејки две индексни кореспонденции во почетните и крајните изјави. Кога Борн го прочитал материјалот, ја препознал формулацијата која може да биде преработена и проширена во системскиот јазик на матрици, која што тој ја научил од својата студија под менторство на Џејкоб Розанес при Бреслау универзитетот.

Сè до ова време, матриците беа ретко користени од физичарите, се еметало дека припаѓаат во царството на чистата математика.Густав Мие ги употребил во материјал за електро динамика во 1912 и Борн ги употребил во неговата работа за теоријата за кристални решетки во 1921г. Додека матриците со користеле во овие случаи, алгебрата на матрици со нивната мултипликација не се вклопи во сликаата како во случајот со формулација на матрица за квантна механика. Со помош на својот асистент и поранешен студент Паскал Џордан, Борн веднаш почнал да прави транскрипција и проширување и ги поднеле своите резултати за објавување, материјалот бил добиен за публикација само 60 дена после Хајсен Берговиот материјал.Дополнителен материјал бил поднесен за публикација пред крајот на годината од страна на трите автори. Резултатот бил изненадувачка формулација:

Каде што  P и Q се матрици за место и време, а I  е идентификациона матица.Резултатот се зголемува бидејќи мултипликационата матрица не е комутативна. Ова формулација беше целосно придадена на Бор, кој исто утврди дека сите елементи кој не се  на дијагоналата на матрицата се 0. Бор сметал дека овој материјал со Џордан содржи најбитни принципи за квантна механика вклучувајќи ја проширената електро динамика. Материјалот го постави Хајзенберговиот пристап на цврста математика основа.

Дури и Борн бил изненаден кога открил дека Пол Дирак размислувал на иста линија со Хајзенберг.Набрзо Волвганг Поли го употребил матричниот метод за да ги пресмета енергетските вредности на водородниот атом и открил дека тие се сложуваат со боровиот модел. Друг значен придонес е направен од Ервин Шредингер, кој гледал на проблемот користејки брановидна механика. Ова имало  многу забелешки во тоа време, нудејки ја можноста за враќање на детерминистичка класична физика. Борн не би имал ништо од ова , како што е спротивно на фактите детерминирани од проектот. Тој ја формулирал новата стандардна интерпретација за функцијата за веројатната густина за ψ*ψ во Шредингеровата равенка, која е објавена во јули 1926.

Во писмото до Борн на 4 декември 1926, Ајнштајн ја направил својата позната напомена за квантната механика:

Цитатот често е парафразиран во “Господ не игра со коцки”.

Во 1928, Ајнштајн ги номинирал Хајзенберг, Борн и Џордан за Нобелова награда во физика, но Хајзенберг сам освоил во 1932 за создавањето на квантната механика, апликација која водела кон откривње на алотропските форми на водород кога Шредингер и Дирак ја поделиле наградата во 1933 за откривање нлви продуктивни форми на атомска теорија. На 25 ноември 1933, Борн добил писмо од Хајзенберг во кое тој вели дека го одложува пишувањето заради лоша совест за која тој ја добил наградата за добра работа во Готинген во соработка со Вас, Џордан и јас. Хајзенбер кажал дека придонесот на Борн и Џордан за квантната механика не може да биде променета со лоша одлука однадвор. Во 1954, напишал статија во која го величи Планк за неговиот увид цо 1900,  во која ги кредитира Борн и Џордан за финалната математичка формулација на механичка матрица и Хајзенберг посочил колку е голем нивниот придонес за квантната механика, кој не бил доволнозапознаен од јавноста.

Тие кои ги добиле своите докторски дипломи под менторство на Борн во Готинген ги вклучува Макс Делбруг Зегривт Флуг, Фредерих Хунт, Паскал Џордан, Марија Гоперт и др. Асистентите на Борн во универзитетот во Готинген ги вклучува Енрико Ферми, Вернер Хајзенберг, Герфарт Хезберг и др. Волтер Хајтлер станал асистент на Борн 1928 г и го комлетирал своето усовршување под негово менторство во 1929г.Борн не само што го препознал талентот за работа со него, но тој дозволил да биде покрај звездите, трпеливо доделувајки му респектабилни задачи. Делбруг и Гоеперт Маер продолжија за да освојат Нобелова награда.

Подоцнежни години од животот
Во јануари 1933, Нацистичката партија доаѓа на власт во Германија. Во Мај, Борн станува еден од шесте професори кои биле суспендирани од Гетинген поради неговите еверјски корени; Френк се претпоставува дека веќе напуштил.За дваесет години успеваат да го претворат Гетинген во еден од најдобрите светски центри за физика. Борн започнал со барање на нова работа, пишувајќи писмо до Марија Геперт-Маер на Универзитетот Џонс Хопкинс и Руди Ладенбург на Универзитетот Принстон. Набрзо почнале да пристигнуваа голем број на понуди за работа, па така ја прифаќа работата на колеџот Ст. Џон во Кембриџ. Додека престојувал во Кембриџ, ја напишал популарната научна книга, Немирниот универзум (The Restless Universe) и учебникот Атмоска физика, кој набрзо станал стандарден учебник кој успеал да достигне и седум едиции. Неговата фамилија многу брзо се прилагодила на животот во Англија, каде неогвата ќерка Ајрин се омажила за Велшанецот Бринли (Брин) Њутон-Џон (подоцна заедно родителите на познатата Оливија Њутон-Џон), додека пак Гритли се омажила за Англичанецот Морис Прајс.

Позицијата на Брон во Кембриџ била само привремена, а неговиот престој во Гетинген бил прекинат во мај 1935. Оттука тој ја прифаќа понудата од Ч.В.Раман да замине за Бенгалор во 1935. Борн размислувал за можноста да прифати постојана позиција, но Индискиот институт за наука не создал дополнително место за него. Во ноември 1935, на фамилијата Брон им било одземено германското државјанство. Неколку недели подоцна Гетинген го откажува докторатот на Борн. Борн размислува за понудата од Пјтор Капица во Москва, па почнува да го изучува рускиот јазик со Гениа, жената на Рудолф Пајерлс. Но многу набрзо Чарлс Галтон Дарвин побарува од Борн да размисли за можноста тој да биде негов заменик како Таит професор по природна филозофија на Универзитетот во Единбург. Понудата била прифатена од страна на Борн и тој ја превзим функцијата во Октормври 1936.

Во Единбург, Борн го промовира изучувањето на математичка физика. Тој имал два германски асистента, Е. Валтер Келерман и Клаус Фукс, со кои заедно продолжиле да го истражуваат мистериозното однесување на електроните. Борн станал член на Кралското друштво на Единбург во 1937 и Кралското друштво на Лондон во март 1939. Во текот на 1939 успеал да им помогне на многу пријатели и роднини во Германија при нивниот излез од државата, вклучувајќи ја и неговата сестра Кете. Борн добива сертификат за натурализација како Британски субјект на 31 август 1939, еден ден пред избивањето на Втората светска војна во Европа.
Борн останува во Единбург сè до неговата пензија на 70 години во 1952. Во 1954 година се повлекува во Бад Примонт, Западна Германија. Во Октомври дознава дека ќе биде добитник на Нобелова награда. Неговите колеги физичари никогаш не престанале со неговата номинација за престижната награда. Франк и Ферми го номинирале во 1947 и 1948 година за неговата работа со кристални решетки, а низ годините исто така бил номиниран и за неговата работа со цврста состојба, квантна механица и други теми. Во 1954, тој ја добива наградата за „Основно истражување во квантната механика, особено во статистичка интерпретација на брановата функција“, нешто на кое работел сам. Во неговиот Нобелов говор тој се освртува на филозофиските импликации во неогвата работа:

По неговото пензионирање, тој продолжува со научна работа и издава нови едиции на сопствените книги. Умира во болницата во Гетинген на 5 јануари 1970. Закопан е на градските гробишта, на истото место како Валтер Нернст, Вилем Вебер, Макс вон Лау, Ото Хан, Макс Планк и Давид Хилберт. Негови правнуци се текстописецот Брет Голдсмит, пејачот Тоти Голдсмит и професионалниот возач Емерсон Њутон-Џон.

 Наводи 

Категорија:Британски Евреи
Категорија:Британски физичари
Категорија:Германски Евреи
Категорија:Германски нобеловци
Категорија:Германски физичари
Категорија:Еврејски физичари
Категорија:Членови на Кралското друштво
Категорија:Членови на Пруската академија на науките
Категорија:Добитници на Нобеловата награда за физика
Категорија:Носители на медалот „Макс Планк“
Категорија:Луѓе од Вроцлав
Категорија:Квантни физичари
Категорија:Оптички физичари
Категорија:Теориски физичари
Категорија:Апсолвенти на Хајделбершкиот универзитет
Категорија:Апсолвенти на Гетингенскиот универзитет
Категорија:Еврејски нобеловци
Категорија:Странски членови на Академијата на науките на Советскиот Сојуз
Категорија:Дописни членови на Академијата на науките на Советскиот Сојуз
Категорија:Членови на Кралското друштво на Единбург
Категорија:Членови на Кралската шведска академија на науките
Категорија:Носители на Големиот крст со ѕвезда и лента на Орденот за заслуги за СР Германија
Категорија:Почесни членови на Академијата на науките на Советскиот Сојуз
Категорија:Членови на Гетингенската академија на науките
Категорија:Професори на Кембричкиот универзитет