มักซ์ บอร์น

มักซ์ บอร์น (เยอรมัน: Max Born, 11 ธันวาคม ค.ศ. 1882 - 5 มกราคม ค.ศ. 1970) เป็นนักฟิสิกส์ผู้มีส่วนพัฒนาทฤษฎีด้านกลศาสตร์ควอนตัม และได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1954 ร่วมกับวัลเทอร์ โบเทอจากผลงานการคิดค้นสูตรที่ใช้ในการอธิบายฟังก์ชันความน่าจะเป็นในสมการคลื่นของชเรอดิงเงอร์ ในวิชากลศาสตร์ควอนตัม

มักซ์ บอร์นเกิดเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม ค.ศ. 1882 ในเมืองเบรสเลา จักรวรรดิเยอรมัน (ปัจจุบันคือเมืองวรอตสวัฟ ในประเทศโปแลนด์) มีความชื่นชอบในดนตรีเป็นพิเศษเหมือนกับมารดา เริ่มเรียนหนังสือที่โรงเรียน K?nig-Wilhelm-Gymnasium ในขณะนั้นเขามีความคิดที่จะเป็นนักมานุษยวิทยาที่เชี่ยวชาญด้านภาษาละติน กรีก และเยอรมัน แต่เขาต้องกำพร้ามารดาเมื่อเขาอายุ 4 ขวบ และในอีก 4 ต่อมา บิดาจึงได้แต่งงานกับภรรยาใหม่ สำหรับบิดาของเขาประกอบอาชีพแพทย์สาขากายวิภาคศาสตร์และมีชื่อเสียงอย่างมาก บ้านของเขาจึงมีแขกที่มีชื่อเสียงมาเยี่ยมเยือนบ่อยครั้ง เช่น Paul Ehrlich และ Albert Neisser เป็นต้น

เมื่อเขาอายุได้ 19 ปี ได้เข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยเบรสเลา และได้เลือกเรียนสาขาวิทยาศาสตร์ตามความต้องการของบิดา ซึ่งในขณะนั้น กูลเยลโม มาร์โกนี ได้ประดิษฐ์วิทยุเป็นผลสำเร็จ และเมื่ออาจารย์ในห้องเรียนสาธิตการส่งคลื่นวิทยุ เขามีความสนใจทางด้านฟิสิกส์ทันที หลังจากนั้นเขาได้เข้าศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์ก และย้ายไปมหาวิทยาลัยซูริก เพราะประเพณีการศึกษาของเยอรมันในขณะนั้นไม่ส่งเสริมให้นักศึกษาเรียนที่เดียวตลอดชีวิตนักศึกษา ที่มหาวิทยาลัยซูริกเขาได้พบครูคณิตศาสตร์ที่เขาประทับใจชื่อ Hurwitz ต่อมาเขาได้ทราบว่านักปราชญ์ทางคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียง คือ Felix Klein, ดาฟิด ฮิลแบร์ท และ Hermann Minkowski สอนอยู่ที่มหาวิทยาลัยเกิททิงเงิน เขาจึงเดินทางไปเกิททิงเงินเพื่อศึกษากับปราชญ์ทางคณิตศาสตร์เหล่านั้นทันที

ขณะที่เขาเรียนอยู่ที่กอตทิงตันนั้น Hilbert รู้สึกประทับใจในความสามารถของเขามาก จึงให้เขาเป็นอาจารย์ผู้ช่วย โดยมอบหมายให้เขาเตรียมคำบรรยาย แต่สำหรับ Klein ไม่ชอบเขาเท่าไหร่นักเพราะเขาขาดเรียนบ่อย ในช่วงเวลานั้นเขาเริ่มสนใจการใช้คณิตศาสตร์แก้ปัญหาทางด้านฟิสิกส์ ดังนั้นเขาจึงเลือกทำวิทยานิพนธ์ด้านทฤษฎีดาราศาสตร์กับ คาร์ล สวาซชิลด์ ในหัวข้อ "เสถียรภาพของระบบที่ยืดหยุ่น" เมื่ออายุได้ 25 ปีเขาสำเร็จการศึกษาในระดับปริญญาเอก แต่เมื่อเปรียบเทียบกับ พอล ดิแรก, แวร์เนอร์ ไฮเซนแบร์ก และ โวล์ฟกัง เอิร์นสต์ เพาลี แล้วนับว่าค่อนข้างช้า

ขณะศึกษาอยู่ที่มหาวิทยาลัยกอตทิงตัน เขาได้รู้จักและติดต่อกับ Richard Courant, Erhard Schmidt และ Constantin Caratheodory และเมื่อสำเร็จการศึกษา เขาได้เดินทางไปอังกฤษ และได้เข้าฟังบรรยายของ Joseph Larmor และ เจ. เจ. ทอมสัน เขาชอบการบรรยายของ Thomson มาก แต่สำหรับการบรรยายของ Larmor เขาไม่ค่อยชอบเพราะฟังไม่ค่อยเข้าใจ เนื่องจาก Larmor ใช้สำเนียงไอริชในการบรรยาย

ค.ศ. 1909 เขาเดินทางกลับเยอรมันและร่วมงานกับ Minkowski (เคยเป็นอาจารย์ของบอร์น) และเมื่อ Minkowski เสียชีวิต เขาจึงรับตำแหน่งอาจารย์ที่ว่างลง และในขณะนั้นเขามีเพื่อนร่วมงานที่มีชื่อเสียงหลายคน เช่น Hermann Weyl และ Richard Courant เป็นต้น

หลังจากเขาเข้ารับตำแหน่งอาจารย์แล้ว เขาเข้าร่วมวิจัยจลนศาสตร์ของผลึกกับ ฟอน คาร์มัน (Von Karman) ผลการวิจัยพบว่าโครงสร้างของผลึกเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของพลังงานที่ปล่อยออกมา สูตร Born - Karman ที่คนทั้งสองพบจึงสามารถทำให้นักวิทยาศาสตร์ทราบพลังงานของผลึกที่ปล่อยออกมาได้

เมื่อเขาอายุได้ 31 ปี เขาได้เข้าพิธีสมรสกับ เฮ็ดวิก เอห์เรนบูร์ก (Hedwig Ehrenburg) และอีก 1 ปีต่อมา เขาย้ายไปดำรงตำแหน่งรองศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเบอร์ลิน ดังนั้นเขาจึงมีโอกาสได้พบกับมักซ์ พลังค์ และอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ในยามว่างพวกเขาจะร่วมเล่นเปียโน และไวโอลินกัน โดยเขาทำงานอยู่ที่มหาวิทยาลัยเบอร์ลินเป็นเวลา 5 ปี และในปี ค.ศ. 1921 เขาย้ายไปรับตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยกอตทิงตัน

ค.ศ. 1926 เขาได้ร่วมงานกับ โวล์ฟกัง เพาลี และ แวร์เนอร์ ไฮเซนแบร์ก เพื่อสร้างทฤษฎีควอนตัม และเขาก็ได้พิสูจน์ให้ไฮเซนแบร์ก เห็นว่าคณิตศาสตร์ที่ไฮเซนแบร์กใช้นั้น คือ สิ่งที่นักคณิตศาสตร์เรียกว่า เมทริกซ์ (matrix) จากนั้นเขา Pascual Jordan และไฮเซนแบร์กได้ร่วมกันปรับปรุงทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมที่ใช้เมทริกซ์ในการคำนวณให้เป็นระบบยิ่งขึ้น และผลที่ได้จากทฤษฎีนี้คือ ในโลกของอะตอม การทำนายผลต่างๆ จะอยู่ในลักษณะของโอกาสความเป็นไปได้ เช่น โอกาสการพบอิเล็กตรอน ณ ตำแหน่งต่างๆ จะขึ้นกับแอมพลิจูดของฟังก์ชันคลื่นที่ตำแหน่งและเวลานั้นๆ เป็นต้น

ค.ศ. 1933 เมื่อกองทัพนาซีของเยอรมันเรืองอำนาจ เขาถูกปลดจากตำแหน่งศาสตราจารย์ ถูกถอดคุณวุฒิปริญญาเอก และถูกไล่ออกจากมหาวิทยาลัย เนื่องจากเขามีเชื้อสายยิว เขาจึงหนีออกจากประเทศเยอรมนีไปอิตาลี และเดินทางต่อไปที่อังกฤษตามคำเชิญของ Lindeman เพื่อไปสอนที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ต่อมาลาออกรับตำแหน่งศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระในสกอตแลนด์ เขาสอนอยู่ที่นี่นานถึง 17 ปี โดยทำหน้าที่สอนนักศึกษาในช่วงเช้า และทำงานวิจัยในช่วงบ่าย

เมื่อสงครามโลกสิ้นสุดลง เขาจึงเดินทางกลับมาที่เยอรมัน ซึ่งขณะนั้นเขามีอายุได้ 71 ปีแล้ว และได้บ้านที่ Bad Pyrmont คืน รวมทั้งได้รับตำแหน่งเป็นพลเมืองดีเด่นของเมืองเกิททิงเงินด้วย

ค.ศ. 1954 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกับวัลเทอร์ โบเทอ จากผลงานการสร้างทฤษฎีในกลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะจากการให้ความหมายของฟังก์ชันคลื่นในวิชานี้ และเงินรางวัลครึ่งหนึ่งแบ่งกับโบเทอ แม้ว่าจะเชี่ยวชาญด้านอะตอมและควอนตัม แต่เขาก็ไม่ได้เข้าร่วมโครงการแมนฮัตตันในการสร้างระเบิดปรมาณู เพราะเขาไม่เห็นด้วยกับการใช้วิทยาศาสตร์ในสงคราม และในด้านความเป็นครูนั้น เขามีลูกศิษย์ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์หลายคน เช่น แวร์เนอร์ ไฮเซนแบร์ก (ค.ศ. 1932) โวล์ฟกัง เพาลี (ค.ศ. 1945) รวมทั้ง โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์ ผู้สร้างระเบิดปรมาณู และ เอ็ดเวิร์ด เทลเลอร์ ผู้สร้างระเบิดไฮโดรเจนด้วย เขาจึงเป็นอาจารย์ที่ได้รับรางวัลช้ากว่าศิษย์ และเป็นบุคคลที่ให้กำเนิดกลศาสตร์ควอนตัมคนสุดท้ายที่ได้รับรางวัลโนเบลอันทรงเกียรตินี้ ซึ่งก็ทำให้เขารู้สึกดี เพราะเมื่อ ชเรอดิงเงอร์ ไฮเซนแบร์ก และ ดิแรก ได้รับรางวัลโนเบลนั้น เขารู้สึกผิดหวังมากที่คณะกรรมการรางวัลไม่ได้เห็นความสำคัญของงานที่เขาทำ

เขาเสียชีวิตที่เมืองเกิททิงเงิน ในวันที่ 5 มกราคม ค.ศ. 1970 และศพถูกฝังที่นั่น โดยบนหลุมฝังศพมีการจารึกสมการว่า pq?qp=h2?iI{\displaystyle pq-qp={h \over 2\pi i}I} ตามคำขอร้องของเขา เพราะเขาเป็นนักฟิสิกส์คนแรกที่พบกฎ commutation นี้ เมื่อ p, q เป็นเมทริกซ์ของโมเมนตัม และตำแหน่งของอนุภาคตามลำดับ h คือ ค่าคงตัวของพลังค์ และ i คือ รากที่สองของ -1 สำหรับเกียรติยศและผลงานอื่นๆ ของเขาคือ เป็น F. R. S. เมื่ออายุ 57 ปี ได้รับเหรียญ Hugh ของ Royal Society เมื่ออายุ 68 ปี และได้เขียนตำราหลายเล่ม เช่น Principles of Optics, Atomic Physics และ The Restless Universe เป็นต้น รวมทั้งได้ผลิตงานวิจัยรวม 360 เรื่อง