We explore the different meanings of “quantum uncertainty” contained in Heisenberg’s seminal paper from 1927, and also some of the precise definitions that were developed later. We recount the controversy about “Anschaulichkeit”, visualizability of the theory, which Heisenberg claims to resolve. Moreover, we consider Heisenberg’s programme of operational analysis of concepts, in which he sees himself as following Einstein. Heisenberg’s work is marked by the tensions between semiclassical arguments and the emerging modern quantum theory, between intuition and rigour, and between (...) shaky arguments and overarching claims. Nevertheless, the main message can be taken into the new quantum theory, and can be brought into the form of general theorems. They come in two kinds, not distinguished by Heisenberg. These are, on one hand, constraints on preparations, like the usual textbook uncertainty relation, and, on the other, constraints on joint measurability, including trade-offs between accuracy and disturbance. (shrink)

Werner Heisenberg hat einen wichtigen, noch nicht hinreichend untersuchten Beitrag zum Wandel des neuzeitlichen Wissenschaftsverständnisses geleistet. Der Wandel führte von der Charakterisierung des wissenschaftlichen Wissens als sichere Erkenntnis zu seiner - heute weithin anerkannten - Charakterisierung als bloß hypothetische Erkenntnis. Anfänge dieses Wandlungsprozesses lassen sich im 19. Jahrhundert nachweisen (z.B. bei John Hersehel, William Whewell oder Hermann von Helmholtz). Ich möchte am Beispiel von Heisenberg der Frage nachgehen, welchen Einfluss die Begründung der Quantenmechanik, die seine Wissenschaftsauffassung prägte, auf den (...) Prozess der Relativierung von Geltungsansprüchen hatte. Meine Vermutung ist, dass eine entscheidende Rolle hierbei weniger dem Wahrscheinlichkeitsbegriff als vielmehr dem Wahrheits- und Realitätsbegriff zukam. Ich werde als erstes den historischen Prozess der Hypothetisierung von Geltungsansprüchen, zu dem ich Heisenbergs Konzeption ins Verhältnis setzen möchte, charakterisieren. Anschließend rekonstruiere ich Heisenbergs Konzeption, soweit sie sich seinen populären Reden und Aufsätzen entnehmen lässt. Als drittes werde ich ihre Wirkungsgeschichte kurz ansprechen und sie mit Wissenschaftsauffassungen vergleichen, die die Bedeutung des Hypothetischen für die modernen Theorien der Naturwissenschaften betonen. Ihnen gegenüber erweist sich Heisenbergs Beitrag als durchaus eigenständig. (shrink)

Werner Heisenberg made an important – and as yet insufficiently researched – contribution to the transformation of the modern conception of science. This transformation involved a reassessment of the status of scientific knowledge from certain to merely hypothetical – an assessment that is widely recognized today. I examine Heisenberg’s contribution in particular by taking his conception of “closed theories” as an example according to which the established physical theories have no universal and exclusive, but only a restricted validity. Firstly, (...) I characterize the historical process of hypothetization of claims to validity. Then, secondly, I reconstruct Heisenberg’s conception, as far as it can be derived from his popular writings, relating it to the process of hypothetization. Finally, I touch on the history of its reception and compare it with conceptions of science that emphasize the significance of the hypothetical for the modern theories of natural sciences. Compared to these conceptions, Heisenberg’s contribution turns out to be rather independent. (shrink)

Gregor Schiemann führt allgemeinverständlich in das Denken dieses Physikers ein. Thema sind die Erfahrungen und Überlegungen, die Heisenberg zu seinen theoretischen Erkenntnissen geführt haben, die wesentlichen Inhalte dieser Erkenntnisse sowie die Konsequenzen, die er daraus für die Geschichte der Physik und das wissenschaftliche Weltbild gezogen hat. Heisenbergs Vorstellungswelt durchzieht durch ein Spannungsverhältnis, das heute noch das Denken vieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bewegt. Er ist um ein umfassendes Verständnis der Naturprozesse bemüht, zugleich aber von der Berechenbarkeit und Beherrschbarkeit von Phänomenen auch (...) dann schon fasziniert, wenn die zugrunde liegenden Prozesse erst teilweise verstanden sind. Aus der Geschichte der Physik zieht er die wirkungsreiche Lehre, daß sich die naturwissenschaftliche Erkenntnis nicht kontinuierlich, sondern sprunghaft in Form von Revolutionen entwickelt. Die Reichweite des physikalischen Wissens begrenzt er in einer Schichtentheorie der Welt, nach der die komplexen Phänomene des Lebens nicht allein durch die Wechselwirkungen zwischen ihren Bestandteilen erklärt werden können. Der zunehmenden Technisierung der Welt steht Heisenberg kritisch gegenüber. Seiner Zeit weit voraus, glaubt er, daß die Technisierung der Welt eine epochal neue Stufe erreicht habe, in der der Mensch „nur noch sich selbst“ gegenüberstehe. (shrink)

Příspěvek se zaměřuje na zavádějící příběh o tzv. kodaňské interpretaci kvantové mechaniky, již jako údajně nerozpornou či jednotnou vytvořili a sdíleli na základě tzv. kodaňského ducha kvantové teorie její tvůrci v roce 1927. Článek bude vycházet z role, kterou v tomto příběhu sehráli především N. Bohr a W. Heisenberg. První část příspěvku seznamuje s variacemi toho, co se v literatuře považuje za kodaňskou interpretaci. Druhá část odhaluje, že zatímco kvantová mechanika vznikla ve dvacátých letech 20. století, kodaňská interpretace je veskrze (...) problematickým a především Heisenbergovým produktem z let padesátých. Jednou z hlavních motivací, kvůli níž vystoupil s tzv. kodaňskou interpretací, byla obrana vůči množícím se kritikám obhájců kvantové teorie. Jelikož mezi členy tzv. kodaňské školy nepanovala žádná jednotná či nerozporná interpretace kvantové mechaniky, zaměřuje se poslední část příspěvku na několik vybraných rozdílů hlavně mezi Bohrovým a Heisenbergovým výkladem kvantové teorie. (shrink)

Berichte zur Wissenschaftsgeschichte, Volume 45, Issue 1-2, Page 219-244, June 2022.

I interpret the philosophical views of Werner Heisenberg as a pragmatism and non-metaphysical realism of a Wittgensteinian kind. The “closed theory” is a Wittgensteinian rule/concept.

Werner Heisenberg und die Natur – das wäre eine psychologische Studie wert. Der große Physiker liebte die freie Natur; seit seinen frühen Jahren, zuerst mit Eltern und Großeltern, dann mit den Freunden der Jugendbewegung und später mit Kollegen und seiner Familie erwanderte er sich Landschaften in der engeren Heimat und auswärts, in Deutschland, Österreich, Finnland, Dänemark und den USA. Gelegentlich finden sich kurze Schilderungen von Naturerlebnissen in seinen Schriften, etwa vom Gebirgsgang im Herbst 1924 durch das Karwendelgebiet am Aachensee (...) im Der Teil und das Ganze – das Landschaftsbild setzte er als Parabel für den bald erzielten Durchbruch in der Quantentheorie. (shrink)

Я интерпретирую философские взгляды Вернера Гайзенберга как прагматизм и неметафизический реализм виттгенштайновского типа. «Замкнутая теория» – виттгенштайновское правило/концепт. В отличие от Бокулич, предпочитающей позицию Дирака относительно природы связей между различными физическими теориями, я отдаю предпочтение позиции Гайзенберга. Моя позиция, интерпретирующая Гайзенберга, также прямо противоположна позиции Поппера: критерием устоявшейся научной (замкнутой) теории является её нефальсифицируемость. -/- I interpret philosophical views of Werner Heisenberg as a pragmatism and non-metaphysical realism of a Wittgensteinian kind. The “closed theory” is a Wittgensteinian rule/concept. Unlike (...) Alisa Bokulich, favouring Dirac’s position about inter-theoretical relations, I favour Heisenberg’s one. My position, interpreting Heisenberg’s notion of a closed theory, is also in direct opposition to Popper’s one: the criterion of an established scientific (closed) theory is its non-falsifiability. (shrink)

O objetivo deste artigo é analisar os usos que Werner Heisenberg fez da filosofia grega em sua obra. Pretende-se relacionar tais usos não apenas com a argumentação interna presente nos textos do físico alemão, mas também com o contexto histórico, conflitos e debates entre as diversas interpretações da teoria dos quanta durante a primeira metade do século XX. Faremos, inicialmente, uma apresentação geral da teoria quântica e da presença da filosofia na obra de Heisenberg e, em seguida, um estudo (...) de caso da apropriação que Heisenberg fez do pensamento de Leucipo, Demócrito, Heráclito, Platão e Aristóteles. (shrink)

The conception that the world can be represented as a system of levels of being can be traced back to the beginnings of European philosophy and has lost little of its plausibility in the meantime. One of the important modern conceptions of levels was developed by Nicolai Hartmann. It exhibits remarkable similarities and contrasts with the classification of the real developed by Werner Heisenberg in his paper Ordnung der Wirklichkeit (Order of Reality). In my contribution I will introduce these (...) two conceptions of levels and compare their salient features. I will discuss them as variants of a scientific worldview that attempts to forge a link to the perspective of the lifeworld. Then I will go on to argue that the shortcomings of these conceptions can be remedied by extending them with the level of the very small and that of the very large. The introduction of these ontologically fundamental levels is based on scientific knowledge that for the most part eludes he intuitively representable character of lifeworld experience. Historical changes in science and the lifeworld could lead to the notion that reality can be represented as a system of levels being challenged in future. (shrink)

Nous interprétons les vues philosophiques de Werner Heisenberg comme un pragmatisme et un réalisme non-métaphysique de type Wittgensteinien. La « théorie close » est une règle (concept) Wittgensteinienne. À la différence d’Alisa Bokulich qui donne raison à la position de Paul Dirac sur la nature des relations entre les théories physiques différentes, nous favorisons plutôt celle de Heisenberg. Notre position interprétant Heisenberg va aussi à l’encontre de celle de Popper: le critère d’une théorie scientifique établie (close) est sa non-falsifiabilité. (...) -/- . (shrink)

Werner Heisenberg zahlt zu den bedeutendsten Physikern des 20. Jahrhunderts. Internationale Anerkennung und Beruhmtheit erlangte er durch die Formulierung der Unscharferelation. Allerdings liess ihn sein reges Interesse fur die Philosophie seine naturwissenschaftlichen Erkenntnisse immer wieder hinterfragen. In seinen Essays, Reden und wissenschaftlichen Abhandlungen trifft man deshalb haufig auf philosophische und theologische Aspekte. Ein Themenkreis, der ihn immer wieder beschaftigte, war der Dialog zwischen Naturwissenschaft und Theologie. Heisenbergs Bedeutung zur Forderung dieses Dialoges ist grosser als es auf den ersten Blick (...) erscheint und der zentrale Gegenstand dieser Arbeit.". (shrink)

Werner Heisenberg's 1925 paper ‘Quantum-theoretical re-interpretation of kinematic and mechanical relations’ marks the beginning of quantum mechanics. Heisenberg famously claims that the paper is based on the idea that the new quantum mechanics should be ‘founded exclusively upon relationships between quantities which in principle are observable’. My paper is an attempt to understand this observability principle, and to see whether its employment is philosophically defensible. Against interpretations of ‘observability’ along empiricist or positivist lines I argue that such readings are (...) philosophically unsatisfying. Moreover, a careful comparison of Heisenberg's reinterpretation of classical kinematics with Einstein's argument against absolute simultaneity reveals that the positivist reading does not fit with Heisenberg's strategy in the paper. Instead the appeal to observability should be understood as a specific criticism of the causal inefficacy of orbital electron motion in Bohr's atomic model. I conclude that the tacit philosophical principle behind Heisenberg's argument is not a positivistic connection between observability and meaning, but the idea that a theory should not contain causally idle wheels. (shrink)

Ich thematisiere die beiden Konzeptionen als Varianten der wissenschaftlichen Weltsicht. Der Reiz des Vergleichs liegt aber weniger in den Gemeinsamkeiten als vielmehr in den Differenzen und den dabei hervortretenden Desideraten der beiden Konzeptionen. Heisenberg versteht sein Schichtenmodell nicht wie Hartmann als Fortsetzung und Zusammenfassung vorangehender philosophischer Bemühungen, sondern als einen Bruch mit den Hauptströmungen der philosophischen Tradition. In der geschichtlichen Entwicklung der Versuche um eine Bestimmung der Weltstruktur sieht er statt einer Generaltendenz, die langfristig auf eine Annäherung an die Wahrheit (...) hinausläuft, tiefgreifende Diskontinuitäten zwischen den aufeinanderfolgenden epochalen Thematisierungsmöglichkeiten. Heisenbergs Motivation für die Suche nach einer Weltordnung ist den Intentionen von Hartmann damit geradezu entgegengesetzt. Er fragt nicht nach einer epochenübergreifenden Orientierung, sondern nach einer epochenspezifischen Charakterisierung der Welt, deren zukünftig möglicher Geltungsverlust zum Maßstab neuer historischer Umbruchsphasen wird. -/- Die Desiderate der beiden Schichtenkonzeptionen gehen teils auf die nachfolgende Entwicklung der einzelwissenschaftlichen Erkenntnis, teils auf den seitherigen Wandel der auch alltagspraktisch wirksamen kulturellen Selbstverständlichkeiten zurück. Einige Schwächen könnten durch Anpassung an veränderte Wissensbedingungen behoben werden. In diesem Zusammenhang schlage ich die Einführung zweier neuer Schichten vor: Die subatomare Schicht der Quantenobjekte und die Schicht der in kosmischen Dimensionen wirksamen Materie- und Energieformen. Es lassen sich aber auch grundlegende Bedenken formulieren, die in Richtung einer Ordnung der Wirklichkeit weisen, die keiner Schichtenauffassung mehr folgt. (shrink)

Recent years saw the rise of an interest in the roles and significance of thought experiments in different areas of human thinking. Heisenberg's gamma ray microscope is no doubt one of the most famous examples of a thought experiment in physics. Nevertheless, this particular thought experiment has not received much detailed attention in the philosophical literature on thought experiments up to date, maybe because of its often claimed inadequacies. In this paper, I try to do two things: to provide an (...) interesting interpretation of the roles played by Heisenberg's gamma ray microscope in interpreting quantum mechanics – partly based on Thomas Kuhn’s views on the function of thought experiments – and to contribute to the ongoing discussions on the roles and significance of thought experiments in physics. (shrink)

In this work we attempt to analyze the intra-theoretic characterization provided by Hilary Putnam and Werner Heisenberg between quantum mechanics and other theories. The first defended the idea that physical theories include macro principles that under specific definite historical conditions can be revised on the light of rival principles. Putnam will concentrate in the impact that quantum mechanics has produced in the classical image of knowledge. Heisenberg, on the other hand, develops his analysis from the notion of closed theories, (...) assuming the independence and incommensurability of physical theories. These divergences between the two authors will allow us to analyze how the disagreement in the consideration of the status of physical theories, goes deeper into more profound aspects related to the nature of knowledge and the relation between theory and world. (shrink)

Qual a Filosofia da Natureza que podemos inferir da Física Contemporânea? Para Werner Karl Heisenberg, prêmio Nobel de Física de 1932, a ontologia da Ciência Moderna, estruturada no materialismo, no mecanicismo e no determinismo já não pode servir de fundamento para a nova Física. Esta requer uma nova base ontológica, onde o anti-realismo, seguido de um formalismo puro, aparece como o princípio basilar de uma nova Filosofia Natural.

Könnten Sie wohl einen Sonderdruck Ihrer Arbeit an Prof. W. Pauli, Zürich, Gloriastr. 35 schicken; der hat mich darum gebeten.

Liebes Fräulein Herrmann! Meine Reise nach Amerika ist nachgerade sehr unwahrscheinlich geworden, vermutlich werde ich also im September in Europa sein. Die Weihnachtsferien dagegen passen mir im allgemeinen sehr schlecht. – Von einem Kopenhagener Kongress über das Kausalproblem weiss ich nichts; Bohr schrieb mir einmal, er wolle im Juni eine kleine Konferenz über Kernphysik im Institut machen. Aber der andere Plan ist mir neu. – Auf die Preisarbeit der Akademie sind erfreulich viele Bearbeitungen eingegangen, unter denen sicher mehrere gut sind (...) und aus deren Studium ich vieles lerne. (shrink)

Liebe Fräulein Herrmann! Vielen Dank für Ihren Brief. Es ist jetzt wohl entschieden, dass ich im Juli und August noch in Deutschland bleiben werde, die weitere Zukunft dagegen ist unsicher. Ich kann Ihnen über meine Septemberpläne daher noch nichts mitteilen. – Das Preisausschreiben hat ein sehr erfreuliches Ergebnis gehabt; es wurden 16 Arbeiten eingereicht, von denen jedenfalls 6 durchaus ernst zu nehmen sind; und vom Rest sind nur 3 oder 4 wirklich schlecht. Die Entscheidung über die Preisverteilung ist noch nicht (...) getroffen, wird aber wahrscheinlich am 20. Juni gefallen sein. Naturgemäss darf ich Ihnen einstweilen garnichts verraten. (shrink)

Liebes Fräulein Herrmann! Zunächst vielen Dank für Ihren Brief und herzliche Glückwünsche zu dem Preis, von dem ich Ihnen damals in Kopenhagen leider nichts sagen wollte. Ich bin gespannt, wie Sie selbst die anderen beiden Arbeiten, die auch mit einem Preis bedacht wurden, beurteilen werden. Für die von Thilo Vogel bin ich selbst sehr stark eingetreten, dagegen habe ich mich von dem Wert der anderen Arbeit nur mit Mühe durch die Kollegen überzeugen lassen; aber über diese philosophischen Fragen lässt sich (...) leider zu leicht streiten. (shrink)

Haben Sie vielen herzlichen Dank für die Übersendung Ihrer schönen Abhandlung über die Philosophie der Quantenmechanik.Obwohl ich die Abhandlung ja schon kannte, so habe ich mich doch über ihre gedruckte Form und über die nette Einleitung, die Sie geschrieben haben, noch einmal besonders gefreut.Ihr Buch ist eine schöne Erinnerung an die Zeiten unserer eifrigen Diskussionen im Leipziger Institut.

Liebe Fräulein Herrmann! An die Möglichkeit, nach knapp zehn Tagen Militärdienst drei Tage Urlaub zu bekommen, glaube ich nicht, und selbst wenn der Sonntag frei wäre, würde es sich für mich nicht lohnen, die Reise nach Heidelberg zu machen. Also treiben Sie Ihre Philosophie ruhig allein; ich werde wahrscheinlich am 6. September irgendwo am Wald in der Sonne liegen und mich darüber freuen, dass ich nichts denken brauche und dass keine Wissenschaft mir die verschiedenen Realitätsschichten auseinander reisst.

The aim of this paper is to examine in detail the similarities and dissimilarities between Werner Heisenberg’s account of closed theories and Thomas Kuhn’s model of scientific revolutions. My analysis draws on a little‐known discussion that took place between Heisenberg and Kuhn in 1963, in which Heisenberg, having just read Kuhn’s Structure of Scientific Revolutions, compares Kuhn’s views to his own account of closed theories. I conclude that while Heisenberg and Kuhn share a holist conception of theories, a revolutionary (...) model of theory change, and even a notion of incommensurability, their views diverge fundamentally when it comes to the issue of scientific realism. I show that, contrary to popular opinion, Heisenberg is not an instrumentalist, but rather a pluralistic realist. (shrink)

I claim that Heisenberg’s notion of a closed theory and its analysis by Erhard Scheibe fit well with the philosophy of later Wittgenstein or its generalization. The notion of a closed theory corresponds to the notions of a form of life and rule/concept. I suggest the possibility of reconciling the views of Heisenberg, Dirac, and Bohr about inter-theoretical relations within a rational naturalistic pragmatism à la Wittgenstein and Robert Brandom’s analytic interpretation of Kantian synthetic unity of apperception. In particular, I (...) explain why a “closed theory” is “closed”, “accurate” (and even “perfect”), and “final” (as Heisenberg claims), and why it is also “open” and “approximate” in Dirac’s sense. That being said, unlike Alisa Bokulich (2004, 2006, 2008), I rather favour Heisenberg’s philosophical position. (shrink)

In this paper, we will question Heisenberg’s claim that the unpredictability of the experimental findings of quantum physics also affects the self-evident attitude about the universal and necessary nature of the principle of causality. We will try to answer the aforementioned problem by confronting Heisenberg’s criticism of Kant’s position on the universal and necessary/absolute nature of the principle of causality with Kant’s distinction between perceptual and experiential judgments. The distinction between perceptual and experiential judgments reveals that even in Heisenberg’s experimental (...) results that indicate the smallest degree of expectation, predictability, or uniformity of natural events, universal and necessary conditions of knowledge to which Heisenberg denies absolute value still preexist. (shrink)

In this paper, the main outlines of the discussions between Niels Bohr with Albert Einstein, Werner Heisenberg, and Erwin Schrödinger during 1920–1927 are treated. From the formulation of quantum mechanics in 1925–1926 and wave mechanics in 1926, there emerged Born's statistical interpretation of the wave function in summer 1926, and on the basis of the quantum mechanical transformation theory—formulated in fall 1926 by Dirac, London, and Jordan—Heisenberg formulated the uncertainty principle in early 1927. At the Volta Conference in Como (...) in September 1927 and at the fifth Solvay Conference in Brussels the following month, Bohr publicly enunciated his complementarity principle, which had been developing in his mind for several years. The Bohr-Einstein discussions about the consistency and completeness of qnautum mechanics and of physical theory as such—formally begun in October 1927 at the fifth Solvay Conference and carried on at the sixth Solvay Conference in October 1930—were continued during the next decades. All these aspects are briefly summarized. (shrink)