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Werner Heisenberg, ca. 1946, Quelle: Bundesarchiv, Bild 183-R66304, Fotograf(in): unbekannt.

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Ausbildung

1910 zog Heisenberg mit seiner Familie nach München, wo er das von seinem Großvater geleitete Maximiliansgymnasium besuchte. Für den Kriegsdienst im Ersten Weltkrieg zu jung, beteiligte er sich 1919 als Freiwilliger an der Niederschlagung der Münchner Räterepublik, ohne an Kampfhandlungen teilzunehmen.

Nach dem Abitur 1920 studierte Heisenberg Physik an der Universität München und wurde hier 1923 bei Arnold Sommerfeld (1868–1951) mit einer Dissertation, die sich mit dem Problem der Turbulenz beschäftigte, zum Dr. phil. promoviert. Im Herbst 1923 trat er eine Stelle als Assistent bei Max Born (1882–1970) an der Universität Göttingen an, habilitierte sich im Sommer 1924 mit einer Arbeit zum Zeeman-Effekt für Theoretische Physik und erhielt nach einem kurzen Besuch im Frühjahr 1924 von Niels Bohr (1885–1962) das Angebot, mit einem Stipendium nach Kopenhagen zu kommen. Von Born freigestellt, blieb Heisenberg von September 1924 bis April 1925 an Bohrs Institut.

Heisenberg in Göttingen, Kopenhagen und Leipzig

Zurück in Göttingen, beschäftigte sich Heisenberg mit der Berechnung von spektralen Intensitäten, eine Fragestellung, die ihn zur Quantenmechanik führte. Anfang Juni 1925 brach er zu der legendenumwobenen Reise nach Helgoland auf, während der er weitere Durchbrüche auf dem Weg zur Quantenmechanik erzielte. Am 9. Juli vollendete Heisenberg, wieder in Göttingen, das Manuskript „Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen“ (publiziert im September 1925), mit dem die Quantenmechanik begründet wurde.

In der rasanten Entwicklung der Quantenmechanik zwischen 1925 und 1927 spielte Heisenberg eine zentrale Rolle. Noch 1925 verfasste er mit Born und Pascual Jordan (1902–1980) die sog. Dreimännerarbeit, in der die von Born und Jordan auf Grundlage von Heisenbergs Umdeutung entwickelte Matrizenmechanik zu einer allgemeineren Theorie weiterentwickelt wurde, mit der sich im Prinzip beliebig komplizierte mechanische Systeme quantentheoretisch behandeln ließen. Im Frühjahr 1926 trat Heisenberg auf Einladung Bohrs eine Stelle in Kopenhagen an. Hier schrieb er grundlegende Arbeiten zur Anwendung der Quantenmechanik auf Mehrkörperprobleme, wie das Helium-Atom. Aus der quantenmechanischen Analogie zwischen den Zweielektronensystemen Helium-Atom und Wasserstoff-Molekül schloss Heisenberg, dass es nicht nur Ortho- und Parahelium, sondern auch Ortho- und Para-Wasserstoff-Moleküle gebe. Diese 1929 bestätigte Vorhersage allotroper Formen des Wasserstoffs lieferte die offizielle Begründung für die Zuerkennung des Nobelpreises für Physik 1933 nachträglich für das Jahr 1932. Heisenberg war in Kopenhagen zentral an der Debatte über die Interpretation der Quantenmechanik beteiligt, die sich in der Auseinandersetzung mit Erwin Schrödingers (1887–1961) Wellenmechanik ergab. Heisenbergs wichtigster Beitrag hierzu waren die Unbestimmtheitsrelationen, die er Anfang 1927 aufstellte (auch als Unschärferelationen oder Unschärferelation bekannt).

Im November 1927 nahm Heisenberg einen Ruf als ordentlicher Professor für Theoretische Physik an die Universität Leipzig an. Mit grundlegenden Beiträgen zu Quantenfeldtheorie und Kernphysik etablierte er, mit dem 1929 dorthin berufenen Friedrich Hund (1896–1997), Leipzig als neues Zentrum quantentheoretischer Forschung. Sein erster Doktorand war 1928 der spätere Nobelpreisträger Felix Bloch (1905–1983). Zu weiteren Schülern zählen Edward Teller (1908–2003) und Carl Friedrich von Weizsäcker (1912–2007).

Heisenberg in der Zeit des Nationalsozialismus

Nach der nationalsozialistischen Machtübernahme setzte sich Heisenberg gegen die Entlassungen von Physikprofessoren im Rahmen des „Gesetzes zur Wiederherstellung des Berufsbeamtentums“ und gegen die Übernahme wichtiger Posten durch Vertreter der „Deutschen Physik“ ein. Ansonsten hielt er sich von politischen Fragen fern. Eine Berufung an die Universität München wurde durch die politisch motivierte Ablehnung der Theoretischen Physik verhindert; Angebote für Professuren in den USA, wo er im Sommer 1939 auf Vortragsreise war, lehnte er ab. Im Kontext des Münchner Berufungsverfahrens im Juli 1937 wurde Heisenberg von Vertretern der „Deutschen Physik“ in der Wochenzeitung der SS „Schwarzer Korps“ als Vertreter der Physik Albert Einsteins (1879–1955) scharf angegriffen. Nach einem Brief Heisenbergs an Heinrich Himmler (1900–1945) erfolgte eine langwierige Untersuchung durch die SS, in deren Rahmen Heisenberg im Gestapo-Hauptquartier verhört und am Ende als unpolitischer Akademiker eingestuft wurde. Himmler unterband weitere Angriffe auf ihn. Heisenberg wurde nahegelegt, in der Lehre die Nennung Einsteins Namen und anderer jüdischer Physiker zu unterlassen.

Zu Beginn des Zweiten Weltkriegs wurde Heisenberg zum unter der Ägide des Heereswaffenamts stehenden „Uranverein“ abkommandiert. Bereits im Winter 1939/40 verfasste er zwei Geheimberichte mit Beiträgen zur Theorie des Kernreaktors und Bemerkungen zu Kernwaffen. In den folgenden Jahren betreute er experimentelle Reaktorforschung in Leipzig, später am Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik in Berlin, an das er als Direktor zum Juli 1942 berufen wurde. Es wurde kein funktionierender Reaktor fertiggestellt. In den letzten Kriegsjahren schrieb Heisenberg grundlegende theoretische Arbeiten zur Streutheorie, die mit Kernspaltung nichts zu tun hatten.

Heisenbergs Arbeit während des Kriegs wird in der Forschung kontrovers diskutiert. Mark Walker (geb. 1959) vertritt die Ansicht, dass eine Atombombe für das Deutsche Reich außer Reichweite gewesen wäre; in dieser Gewissheit hätten die Physiker um Heisenberg ohne weitere moralische Skrupel zur Kernspaltung geforscht. Andere argumentieren, dass die Fertigstellung einer Atombombe durchaus möglich gewesen wäre, aber dass Heisenberg vor 1945 die Physik der Atombombe nicht durchdrungen hätte. Doch auch hier herrscht Uneinigkeit über die Ursachen von Heisenbergs Ahnungslosigkeit: Paul Rose (geb. 1944) führt diese auf Inkompetenz und Überheblichkeit zurück, Manfred Popp (geb. 1941) auf Heisenbergs Unwillen, die Bombe zu bauen.

Wegen der Bombardierung Berlins zog das Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik seit Ende 1943 schrittweise nach Hechingen auf der Schwäbischen Alb um. Im April 1945 floh Heisenberg nach Urfeld (Oberbayern), wo sich seine Familie aufhielt. Anfang Mai wurde er, als einer der letzten führenden deutschen Kernphysiker, im Rahmen der US-amerikanischen Alsos-Mission verhaftet und nach zwei Monaten an verschiedenen Internierungsorten in Frankreich und Belgien mit Kollegen an den britischen Geheimdienst übergeben, der sie im Landsitz Farm Hall in Cambridgeshire unterbrachte. Hier wurden die Gespräche der zehn Internierten systematisch abgehört. In Farm Hall erfuhren diese auch vom Abwurf der Atombombe auf Hiroshima, womit offensichtlich wurde, dass die US-amerikanischen Forscher viel weiter gekommen waren als der Uranverein.

Heisenberg in der Bundesrepublik

Anfang 1946 wurden Heisenberg und seine Kollegen in die britische Besatzungszone geflogen und freigelassen. Das Kaiser-Wilhelm-Institut (bald darauf: Max-Planck-Institut für Physik) wurde mit Heisenberg als Direktor in Göttingen wiederaufgebaut. In den folgenden Jahrzehnten widmete er sich seiner nicht-linearen Spinortheorie, die eine vereinheitlichte Theorie der Elementarteilchen sein sollte und von den Medien als „Weltformel“ bezeichnet wurde. Dieser Versuch gilt als gescheitert, antizipierte jedoch einige Ideen des späteren Standardmodells der Teilchenphysik, wie spontane Symmetriebrechung oder Confinement.

Obwohl Heisenberg wissenschaftlich nicht mehr an frühere Erfolge anknüpfen konnte, wurde er zu einer der wichtigsten Personen der Wissenschaftspolitik der Nachkriegszeit in der Bundesrepublik, z. B. 1949 als Vorsitzender des Deutschen Forschungsrats, einem der Vorläufer der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Als Gründungspräsident der Alexander von Humboldt-Stiftung (1953) machte er sich um die Internationalisierung der bundesdeutschen Physik verdient. 1957 war Heisenberg Mitunterzeichner der „Göttinger Erklärung“, mit der führende Wissenschaftler erfolgreich gegen die atomare Aufrüstung der Bundesrepublik protestierten.

1958 zog das Max-Planck-Institut für Physik auf Heisenbergs Betreiben nach München um, wo er bis 1970 als Professor für Physik an der Universität wirkte. 1969 veröffentlichte er die Autobiografie „Der Teil und das Ganze“, die zu einem Bestseller wurde. Heisenberg war einer der bedeutendsten Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts. Er war nicht nur an der Entstehung der Quantenmechanik zentral beteiligt, sondern prägte ihre Weiterentwicklung und Interpretation über Jahrzehnte. Auch seine philosophischen Betrachtungen, in denen er die Quantenmechanik mit altgriechischer Naturphilosophie und einer Kritik der Moderne verband, stießen v. a. in der Bundesrepublik auf große Resonanz.