Max Born and the Discovery of the Born Rule

Max Born (11 december 1882 – 5 januari 1970) var en tysk fysiker som spelade en viktig roll i utvecklingen av kvantmekanik. Han är känd för "Born regel", som gav en statistisk tolkning av kvantmekanik och gjorde det möjligt för forskare inom området att förutsäga resultat med specifika sannolikheter. Born vann Nobelpriset i fysik 1954 för sina grundläggande bidrag till kvantmekanik.

Snabbfakta: Max Born

Max Born föddes den 11 december 1882 i Breslau (nu Wroclaw) Polen. Hans föräldrar var Gustav Born, en embryolog vid universitetet i Breslau, och Margarete (Gretchen) Kaufmann, vars familj arbetade inom textilier. Born hade en yngre syster som hette Käthe.

Vid ung ålder gick Born i skolan på König Wilhelms Gymnasium i Breslau och studerade latin, grekisk, tysk, historia, språk, matematik och fysik. Där kan Born ha inspirerats av sin matematiklärare, Dr. Maschke, som visade eleverna hur trådlös telegrafi fungerade.

Born's föräldrar dog i tidig ålder: hans mamma när Born var 4 år, och hans far strax innan Born avslutade skolan på gymnasiet.

Efteråt tog Born kurser på olika vetenskap, filosofi, logik och matematik på Breslau Universitet 1901–1902, efter sin fars råd att inte specialisera sig i ett ämne för tidigt högskola. Han deltog också i universiteten i Heidelberg, Zürich och Göttingen.

Kolleger vid Breslau universitet hade berättat Born om tre matematikprofessorer vid Göttingen - Felix Klein, David Hilbert och Hermann Minkowski. Born gick till förmån för Klein på grund av hans oregelbundna deltagande i klasserna, men han senare imponerade Klein genom att lösa ett problem om elastisk stabilitet på ett seminarium utan att läsa litteratur. Klein bad då Born att delta i en universitetets pristävling med samma problem i åtanke. Född deltog emellertid inte initialt och kränkte Klein igen.

Born bytte om och senare gick in och vann University of Breslaus filosofiprospetspris för hans arbeta med elasticitet och få en doktorsexamen i matematik om ämnet 1906 under hans doktorandråd Carl Runge.

Född gick därefter till Cambridge University i cirka sex månader och deltog i föreläsningar av J. J. Thomson och Joseph Larmor. Han gick tillbaka till Göttingen för att samarbeta med matematikern Hermann Minkowski, som dog efter några veckor på grund av en operation för blindtarmsinflammation.

1915 erbjöds Born en professor vid universitetet i Berlin. Men möjligheten sammanföll med början av första världskriget. Born gick med i det tyska flygvapnet och arbetade med ljud allt. 1919, efter första världskriget, blev Born professor vid universitetet i Frankfurt-am-Main.

1921 återvände Born till universitetet i Göttingen som professor, en tjänst som han hade i 12 år. På Göttingen arbetade Born med termodynamik hos kristaller och blev sedan främst intresserad av kvantmekanik. Han samarbetade med Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg och ett antal andra fysiker som också skulle göra banbrytande framsteg inom kvantmekanik. Dessa bidrag skulle hjälpa till att lägga grunden för kvantmekanik, särskilt dess matematiska behandling.

Born såg att en del av Heisenbergs beräkning motsvarade matrisalgebra, en formalism som används mycket i kvantmekanik idag. Vidare övervägde Born tolkningen av Schrödingers vågfunktion, en viktig ekvation för kvantmekanik, som hade upptäckts 1926. Även om Schrödinger hade tillhandahållit ett sätt att beskriva hur vågfunktionen som beskriver ett system förändrats över tid, var det oklart exakt vad vågfunktionen motsvarade.

Born drog slutsatsen att kvadratet för vågfunktionen kunde tolkas som en sannolikhetsfördelning som skulle förutsäga resultatet som ges av ett kvantmekaniskt system när det mättes. Även om Born först använde denna upptäckt, nu känd som Born-regeln, för att hjälpa till att förklara hur vågor spridda, tillämpades den senare på många andra fenomen. Born tilldelades 1954 Nobelpriset i fysik för sitt arbete med kvantmekanik, med särskild tonvikt på Born-regeln.

1933 tvingades Born att emigrera på grund av uppkomsten av det nazistiska partiet, vilket gjorde att hans professorat avbröts. Han blev föreläsare vid Cambridge University, där han arbetade med Infeld på elektrodynamik. Från 1935–1936 stannade han i Bangalore, Indien vid Indian Institute of Science och arbetade med Sir C.V. Raman, en forskare som vann Nobelpriset i fysik 1930. 1936 blev Born professor i naturfilosofi vid University of Edinburgh och stannade där i 17 år fram till sin pension 1953.

Born vann ett antal priser under sin livstid, inklusive:

• 1939 - Fellowship of the Royal Society
• 1945 - Gunning Victoria Jubilee Prize, från Royal Society of Edinburgh
• 1948 - Max Planck-medalj från det tyska fysiska samhället
• 1950 - Hughes Medal, från Royal Society of London
• 1954 - Nobelpriset i fysik
• 1959 - Grand Cross of Merit med Star of the Order of Merit, från den tyska federala republiken

Born blev också hedersmedlem i flera akademier, inklusive de ryska, indiska och kungliga irländska akademierna.

Efter Born's death skapade German Physical Society och British Institute of Physics Max Born-priset, som delas ut varje år.

Efter att ha gått i pension bosatte sig Born sig i Bad Pyrmont, en kurort nära Göttingen. Han dog den 5 januari 1970 på ett sjukhus i Göttingen. Han var 87 år gammal.

Born's statistiska tolkning av kvantmekanik var banbrytande. Tack vare Born's upptäckt kan forskare förutsäga resultatet av en mätning utförd på ett kvantmekaniskt system. I dag betraktas Born-regeln som en av de viktigaste principerna för kvantmekanik.

• Kemmer, N. och Schlapp, R. "Max Born, 1882-1970."
• Landsman, N.P. "Den födda regeln och dess tolkning."
• O’Connor, J.J. och Robertson, E. "Max Born."