Ideja otvorenog sustava e-drobljenja. Predgovor publikaciji. Kritika kopenhaške interpretacije
Erwin Schrödinger (godine života - 1887-1961) austrijski je fizičar koji je poznat kao jedan od stvaratelja kvantne mehanike. 1933. dobio je Nobelovu nagradu za fiziku. Schrödinger Erwin autor je glavne jednadžbe u takvom dijelu kao nerelativističke, a danas je poznata i kao Schrödingerova jednadžba.
Podrijetlo, rane godine
Beč je grad u kojem su se rodili mnogi ugledni ljudi, među kojima je i veliki fizičar Erwin Schrödinger. Kratka biografija o njemu i u naše vrijeme izaziva veliko zanimanje, i to ne samo u znanstvenim krugovima. Otac mu je bio Rudolf Schrödinger, industrijalac i botaničar. Njegova majka bila je kći profesora kemije na lokalnom sveučilištu u Beču. Bila je napola Engleskinja. Kao dijete Erwin Schrödinger, čiju ćete fotografiju pronaći u ovom članku, naučio je engleski, koji je znao zajedno s njemačkim. Majka mu je bila luteranka, a otac katolik.
1906-1910. Godine, nakon što je završio srednju školu, Schrödinger Erwin studirao je kod F. Gazenerla i F. S. Exnera. U mladosti je volio djela Schopenhauera. To objašnjava njegovo zanimanje za filozofiju, uključujući istočnu, teoriju boja i percepciju, Vedantu.
Služba, brak, rad kao profesor
Schrödinger Erwin služio je kao topnički časnik od 1914. do 1918. godine. Erwin se 1920. oženio. Njegova supruga bila je A. Bertel. Svoju buduću suprugu upoznao je u Zeemachu u ljeto 1913. godine, kada je izveo eksperimente povezane s istim, a 1920. postao je student M. Wiena koji je radio na Sveučilištu u Jeni. Godinu dana kasnije, Schrödinger Erwin počeo je raditi u Stuttgartu, gdje je bio izvanredni profesor. Nešto kasnije, iste 1921. godine, preselio se u Breslau, gdje je već bio redoviti profesor. U ljeto se Erwin Schrödinger preselio u Zurich.
Život u Zürichu
Život u ovom gradu bio je vrlo koristan za znanstvenika. Činjenica je da Erwin Schrödinger nije posvećivao samo znanost. Zanimljive činjenice iz života znanstvenika uključuju i njegovu strast prema skijanju i alpinizmu. A planine smještene u blizini pružile su mu dobru priliku za opuštanje u Zürichu. Pored toga, Schrödinger je razgovarao sa svojim kolegama Paulom Scherrerom, Peterom Debyejem i Nijemcem Weilom, koji su radili na Veleučilištu u Zürichu. Sve je to pridonijelo znanstvenom stvaralaštvu.
Ipak, vrijeme koje je Erwin proveo u Zürichu zasjenilo je tešku bolest 1921.-22. Znanstvenik se razbolio od plućne tuberkuloze, pa je proveo 9 mjeseci u švicarskim Alpama, u lječilišnom gradu Arosa. Unatoč tome, Zürichove godine bile su kreativno najplodnije za Erwina. Ovdje je napisao svoja djela o valnoj mehanici, koja su postala klasična. Zna se da je Weil mnogo pomogao u prevladavanju matematičkih poteškoća s kojima se susreo Erwin Schrödinger.
Schrödingerova jednadžba
Erwin je 1926. objavio vrlo važan članak u znanstvenom časopisu. Predstavila je jednadžbu koja nam je poznata kao Schrödingerova jednadžba. U ovom se članku (Quantisierung als Eigenwertproblem) koristio u vezi s problemom atoma vodika. S tim je Schrödinger objasnio svoj spektar. Ovaj je članak jedan od najvažnijih u fizici 20. stoljeća. U njoj je Schrödinger postavio temelje za novi smjer u znanosti - mehanici valova.
Rad na Sveučilištu u Berlinu
Slava koja je pripala znanstveniku otvorila mu je put do prestižnog berlinskog sveučilišta. Erwin je postao kandidat za profesora teorijske fizike. Taj je post otpušten nakon što je Max Planck dao ostavku. Schrodinger je, prevladavši dvojbu, prihvatio ovu ponudu. Svoje dužnosti preuzeo je 1. listopada 1927. godine.
U Berlinu je Erwin pronašao svojeglave prijatelje u osobama Alberta Einsteina, Maxa Plancka, Maxa von Lauea. Komunikacija s njima sigurno je nadahnula znanstvenika. Schrodinger sa Sveučilišta u Berlinu održao je predavanja iz fizike, vodio seminare i fizički kolokvij. Pored toga, sudjelovao je u raznim organizacijskim događanjima. Unatoč tome, Erwin je stajao odvojeno. O tome svjedoče memoari njegovih suvremenika, kao i njegov nedostatak učenika.
Erwin odlazi iz Njemačke, dobitnik Nobelove nagrade
1933., kada je Hitler došao na vlast, Erwin Schrödinger napustio je Berlinsko sveučilište. Njegova biografija, kao što vidite, obilježena je brojnim putovanjima. Ovaj put znanstvenik jednostavno nije mogao drugačije. U ljeto 1937. Schrödinger, već stariji, koji se nije želio pokoriti novom režimu, odlučio se preseliti. Treba napomenuti da Schrodinger nikada nije otvoreno pokazao svoje odbacivanje nacizma. Nije se želio miješati u politiku. Ipak, u Njemačkoj je tih godina bilo gotovo nemoguće održati političku apatiju.
Upravo u to vrijeme, Frederick Lindeman, britanski fizičar, posjetio je Njemačku. Pozvao je Schrödingera da se zaposli u Znanstveniku, nakon što je otišao u Južni Tirol na ljetni odmor, nije se vratio u Berlin. Zajedno sa suprugom stigao je u Oxford u listopadu 1933. Ubrzo nakon dolaska, Erwin je saznao za Nobelovu nagradu (zajedno s P. Diracom).
Radite u Oxfordu
Schrodinger u Oxfordu bila je članica Magdalen Collegea. Nije imao nastavne dužnosti. Zajedno s drugim emigrantima, znanstvenik je dobio sigurnost od tvrtke Imperijalna kemijska industrija, Ipak, nije se mogao ugoditi u neobičnoj atmosferi ovog sveučilišta. Jedan od razloga je nezainteresiranost za modernu fiziku u obrazovnoj ustanovi usredotočenoj uglavnom na tradicionalne teološke i humanitarne discipline. To je Schrödingeru dalo do znanja da ne zaslužuje tako visoku plaću i položaj. Drugi aspekt neugodnosti znanstvenika bile su značajke javnog života koji je bio prepun formalnosti i konvencija. To je urodilo Schrödingerovom slobodom, kako je i sam priznao. Sve ove i druge poteškoće, kao i smanjivanje programa financiranja 1936. godine, prisilili su Erwina da razmatra ponude za posao. Nakon što je Schrodinger posjetio Edinburgh, odlučio se vratiti u svoju domovinu.
povratak kući
U jesen 1936. godine, znanstvenik je počeo raditi na sveučilištu u Grazu kao profesor teorijske fizike. Međutim, njegov boravak u Austriji bio je kratak. U ožujku 1938. godine zemlja je postala neskladna i postala je dio nacističke Njemačke. Znanstvenik je, uzimajući savjet rektora sveučilišta, napisao pismo pomirenja u kojem je izrazio spremnost da se pomiri s novom vladom. 30. ožujka objavljeno je i izazvalo negativnu reakciju kolega koji su emigrirali. Međutim, ove mjere nisu pomogle Erwinu. Zbog političke nepouzdanosti otpušten je s položaja. Schrödinger je službenu obavijest dobio u kolovozu 1938. godine.
Rim i Dublin
Znanstvenik je otišao u Rim, budući da je tada fašistička Italija bila jedina država za čiji ulazak nije bila potrebna viza (nisu mogli osigurati Erwina). Do ovog trenutka Schrodinger je kontaktirao Imona de Valera, premijera Irske. Po obrazovanju je bio matematičar i odlučio je stvoriti novu obrazovnu ustanovu u Dublinu. De Valera je Erwinu i njegovoj supruzi nabavio tranzitnu vizu, što je otvorilo put kroz Europu. Tako su u Oxford stigli u jesen 1938. godine. Dok je u tijeku organizacijski rad na otvaranju instituta u Dublinu, Erwin je zauzeo privremenu poziciju u belgijskom Gentu. Taj je post financirala Zaklada Franchi.
Ovdje je znanstvenika zatekao Drugi svjetski rat. Intervencija de Valera pomogla je Erwinu (koji se nakon Anschlussa smatrao građaninom Njemačke, odnosno neprijateljske zemlje) da putuje kroz Englesku. Stigao je 7. listopada 1939.
Rad u Dublinskom institutu, posljednje godine života
Dublinski institut za više studije službeno je otvoren u lipnju 1940. Erwin je bio prvi profesor na katedri za teorijsku fiziku - jedan od prva dva odjela. Osim toga, imenovan je ravnateljem zavoda. Ostali zaposlenici koji su se kasnije pojavili (među njima V. Geithler, L. Yanoshi i K. Lantsosh, kao i mnogi mladi fizičari) mogli su se u potpunosti posvetiti istraživanju.
Erwin je vodio seminar, održao predavanja, pokrenuo ljetne škole na institutu, koje su pohađale najistaknutiji fizičari u Europi. Schrödingerov glavni znanstveni interes u irskim godinama bila je teorija gravitacije, kao i pitanja koja stoje na sjecištu dviju znanosti - fizike i biologije. U godinama 1940-45. a od 1949. do 1956. znanstvenik je bio direktor katedre za teorijsku fiziku. Tada se odlučio vratiti u domovinu, počeo raditi na sveučilištu u Beču kao profesor teorijske fizike. Nakon 2 godine, znanstvenik, koji je u to vrijeme često bio bolestan, odlučio je podnijeti ostavku.
Schrödinger je posljednje godine svog života proveo u tirolskom selu Alpbach. Znanstvenik je umro uslijed pogoršanja tuberkuloze u bolnici u Beču. To se dogodilo 4. siječnja 1961. Erwin Schrödinger pokopan je u Alpbachu.
Schrödinger Cat
Vjerojatno ste već čuli za postojanje ovog fenomena. Međutim, ljudi daleko od znanosti obično ne znaju puno o tome. Vrijedi reći o ovome, jer je vrlo važno i zanimljivo otkriće Erwin Schrödinger.
Schrödingerova mačka poznati je misaoni eksperiment koji je izveo Erwin. Znanstvenik je htio uz njegovu pomoć pokazati da je kvantna mehanika nepotpuna kada prelazi iz subatomskih čestica u makroskopski sustav.
Erwinov članak koji opisuje ovaj eksperiment pojavio se još davne 1935. godine. Za objašnjenje koristi metodu usporedbe, moglo bi se reći i lažno predstavljanje. Znanstvenik piše da postoji mačka i kutija u kojoj se nalazi mehanizam koji sadrži spremnik s otrovnim plinom i radioaktivno atomsko jezgro. U eksperimentu su parametri odabrani tako da će propadanje jezgre s vjerojatnošću od 50% doći do sat vremena. Ako se raspadne, spremnik s plinom otvorit će se i mačka će umrijeti. Međutim, ako se to ne dogodi, životinja će živjeti.
Rezultati eksperimenta
Dakle, ostavimo životinju u kutiji, sačekamo sat vremena i postavimo pitanje: je li mačka živa ili ne? Prema kvantnoj mehanici, atomsko jezgro (a time i životinja) je istovremeno u svim stanjima (kvantna superpozicija). Prije nego što je kutija otvorena, sustav mačje jezgre vjerovatno je bio 50% u stanju "mačke mrtve, jezgra propadala" i s vjerojatnošću od 50% "mačka živa, jezgra nije propadala". Ispada da je životinja iznutra i mrtva i nije.
Prema mački, ona će i dalje biti živa ili mrtva, bez posrednih uvjeta. Stanje propadanja jezgre ne odabire se kad se otvori kutija, već kada jezgro ulazi u detektor. Doista, smanjenje u ovom slučaju nije povezano s promatračem okvira (čovjekom), već s osnovnim promatračem (detektorom).
Ovdje je zanimljiv eksperiment koji je proveo Erwin Schrödinger. Njegova su otkrića dala poticaj daljnjem razvoju fizike. Zaključno bih želio dati dvije izjave čiji je on autor:
- "Sadašnjost je jedina stvar kojoj nema kraja."
- "Idem uzvodno, ali smjer toka će se promijeniti."
Time se zaključuje naše poznanstvo s velikim fizičarom, kojemu se zove Erwin Schrödinger. Gore navedeni citati omogućuju vam da malo otvorite njegov unutarnji svijet.
Postojala je vrsta "sekundarnog". Sam se rijetko bavio određenim znanstvenim problemom. Njegov omiljeni žanr rada bio je odgovor na tuđe znanstveno istraživanje, razvoj ovog djela ili njegove kritike. Unatoč činjenici da je i sam Schrödinger bio individualac, uvijek mu je bila potrebna tuđa misao, podrška za daljnji rad. Unatoč ovom osebujnom pristupu, Schrödinger je uspio napraviti mnoga otkrića.
Biografski podaci
Schrödingerova teorija danas je poznata ne samo studentima fizičkih i matematičkih odjela. Bit će zanimljivo svima koji su zainteresirani za popularnu znanost. Ovu je teoriju stvorio poznati fizičar E. Schrödinger, koji je ušao u povijest kao jedan od stvaratelja kvantne mehanike. Znanstvenik je rođen 12. kolovoza 1887. u obitelji vlasnika tvornice uljanih ulja. Budući znanstvenik, poznat širom svijeta po svojoj misteriji, u djetinjstvu je obožavao botaniku i crtanje. Prvi mu je mentor bio otac. Godine 1906. Schrödinger je započeo studij na Sveučilištu u Beču, tijekom kojeg se počeo diviti fizici. Kad je stigao Prvi svjetski rat, znanstvenik je otišao u službu topnika. U slobodno vrijeme proučavao je teorije Alberta Einsteina.
Početkom 1927. u znanosti se razvila dramatična situacija. E. Schrödinger smatrao je da ideja kontinuiteta vala treba poslužiti kao osnova teorije kvantnih procesa. Heisenberg je, nasuprot tome, smatrao da bi temelj ovog polja znanja trebao biti koncept diskretnosti valova, kao i ideja kvantnih skokova. Niels Bohr nije zauzeo nijedan položaj.
Napredak u znanosti
Za stvaranje koncepta mehanike valova 1933. Schrödinger je dobio Nobelovu nagradu. Međutim, odgojen u tradiciji klasične fizike, znanstvenik nije mogao razmišljati u drugim kategorijama i nije smatrao da je kvantna mehanika punopravna grana znanja. Nije se mogao zadovoljiti dvostrukim ponašanjem čestica, a pokušao ga je svesti isključivo na val. U svojoj raspravi s N. Bohrom Schrödinger je to izrekao ovako: "Ako planiramo zadržati ove kvantne skokove u znanosti, onda žalim što sam svoj život povezao s atomskom fizikom."
Daljnji rad istraživača
U isto vrijeme, Schrödinger nije bio samo jedan od tvorca moderne kvantne mehanike. Upravo je taj znanstvenik uveo pojam objektivnost opisa u znanstvenu upotrebu. To je sposobnost znanstvenih teorija da opišu stvarnost bez sudjelovanja promatrača. Daljnja su mu istraživanja bila posvećena teoriji relativnosti, termodinamičkim procesima, nelinearnoj elektrodinamici Borna. Znanstvenici su također pokušali stvoriti jedinstvenu teoriju polja. Pored toga, E. Schrödinger je govorio šest jezika.
Najpoznatija zagonetka
Schrödingerova teorija, u kojoj se pojavljuje ista mačka, izrasla je iz kritike znanstvenika kvantne teorije. Jedan od njegovih glavnih principa kaže da iako se sustav ne nadgleda, nalazi se u stanju superpozicije. Naime, u dvije ili više stanja koja isključuju postojanje jedno drugo. Stanje superpozicije u znanosti ima sljedeću definiciju: to je sposobnost kvanta, koji također može biti elektron, foton ili, na primjer, jezgra nekog atoma, da budu istovremeno u dva stanja ili čak na dvije točke u prostoru u trenutku kada ga nitko ne promatra.
Predmeti u različitim svjetovima
Običnoj osobi je vrlo teško razumjeti takvu definiciju. Doista, svaki objekt materijalnog svijeta može biti ili u jednoj točki svemira, ili u drugoj. Taj se fenomen može ilustrirati na sljedeći način. Promatrač uzima dvije kutije i u jednu od njih stavlja tenisku lopticu. Bit će jasno da je to u jednoj kutiji, a ne u drugoj. Ali ako stavite elektron u jedan od spremnika, bit će istinita sljedeća izjava: ova se čestica nalazi u dvije kutije istovremeno, koliko god se paradoksalno moglo činiti. Slično tome, elektron u atomu nije u strogo definiranoj točki ni u jednom trenutku. Okreće se oko jezgre, smještene u svim točkama orbite u isto vrijeme. U znanosti se ovaj fenomen naziva "elektronski oblak".
Što je znanstvenik želio dokazati?
Tako se ponašanje malih i velikih predmeta provodi prema potpuno različitim pravilima. U kvantnom svijetu postoje neki zakoni, a u makrokozmosu - potpuno različiti. Međutim, ne postoji takav koncept koji bi objasnio prijelaz iz svijeta materijalnih objekata poznatih ljudima u mikrokozmos. Schrödingerova teorija stvorena je kako bi dokazala nedovoljnost istraživanja u području fizike. Znanstvenik je želio pokazati da postoji znanost čija je svrha opisati male predmete, a postoji polje znanja koje proučava obične predmete. Zahvaljujući radu znanstvenika, došlo je do podjele fizike na dva područja: kvantno i klasično.
Schrödingerova teorija: Opis
Znanstvenik je opisao svoj poznati misaoni eksperiment 1935. godine. Schrödinger se u svom ponašanju oslanjao na princip superpozicije. Schrödinger je naglasio da dok god ne promatramo foton, on može biti ili čestica ili val; i crvena i zelena; okrugla i kvadratna. Schrodinger je taj princip neizvjesnosti, koji izravno proizilazi iz koncepta kvantnog dualizma, koristio u svojoj poznatoj zagonetki o mački. Ukratko značenje eksperimenta je sljedeće:
- Mačka se stavlja u zatvorenu kutiju, kao i spremnik koji sadrži cijanovodičnu kiselinu i radioaktivnu tvar.
- Jezgro može propasti u roku od sat vremena. Vjerojatnost za to je 50%.
- Ako atomsko jezgro propadne, to će zabilježiti Gegerov brojač. Mehanizam će raditi, a kutija otrova će se razbiti. Mačka će umrijeti.
- Ako se raspad ne dogodi, tada će mačka Schrodinger živjeti.
Prema ovoj teoriji, sve dok mačka nije promatrana, nalazi se u dva stanja istovremeno (mrtva i živa), baš kao i jezgra atoma (propada ili ne propada). Naravno, to je moguće samo prema zakonima kvantnog svijeta. Makrokozmos mačka ne može biti istovremeno i živa i mrtva.
Paradoks promatrača
Da bismo razumjeli suštinu Schrödingerove teorije, mora se imati i ideja o promatračkom paradoksu. Njegovo značenje je da objekti mikrosvijeta mogu istovremeno biti u dva stanja samo kada ih se ne nadgleda. Na primjer, u znanosti je poznat takozvani "Eksperiment s dva utora i promatračem". Na neprozirnu ploču u koju su napravljene dvije vertikalne proreze, znanstvenici su poslali snop elektrona. Na ekranu iza ploče elektroni su slikali valni uzorak. Drugim riječima, ostavili su crno-bijele pruge. Kad su istraživači željeli promatrati kako elektroni lete kroz praznine, čestice su na ekranu prikazale samo dvije okomite pruge. Ponašali su se poput čestica, a ne poput valova.
Kopenhagensko objašnjenje
Suvremeno objašnjenje Schrödingerove teorije naziva se Kopenhagen. Polazeći od promatračkog paradoksa, to zvuči na sljedeći način: sve dok nitko ne promatra atomsko jezgro u sustavu, ono je u dva stanja istovremeno - propada i ne propada. Međutim, tvrdnja da je mačka istovremeno živa i mrtva izrazito je pogrešna. Zaista se u makrokozmosu nikad ne primjećuju isti fenomeni kao u mikrokosmosu.
Dakle, ne radi se o sustavu "mačja jezgra", već o činjenici da su Gegerov brojač i atomsko jezgro međusobno povezani. Kernel može odabrati jedno ili drugo stanje u trenutku kad su izvršena mjerenja. Međutim, ovaj se izbor ne događa u trenutku kad eksperimentator otvori kutiju sa Schrödingerovom mačkom. Zapravo se otvaranje kutije događa u makrokozmosu. Drugim riječima, u sustavu koji je jako udaljen od atomskog svijeta. Stoga kernel odabire svoje stanje točno u trenutku kad udari u detektor Geiger-ovog brojača. Stoga je Erwin Schrödinger u svom misaonom eksperimentu opisao sustav nedovoljno.
Opći zaključci
Dakle, nije potpuno ispravno povezivati \u200b\u200bmakro sustav s mikroskopskim svijetom. U makrokozmosu kvantni zakoni gube svoju snagu. Jezgro atoma može biti istovremeno u dva stanja samo u mikrotalasnom svijetu. To se ne može reći za mačku, jer je ona objekt makrokozmosa. Stoga se samo na prvi pogled čini da mačka prelazi iz superpozicije u jedno od stanja u trenutku otvaranja kutije. Zapravo, njegova sudbina određena je u trenutku kada atomska jezgra interaktivno djeluje na detektor. Zaključak se može izvesti na sljedeći način: stanje sustava u zagonetki Ervina Schrödingera ni na koji način nije povezano s osobom. To ne ovisi o eksperimentatoru, već o detektoru - objektu koji "nadgleda" jezgru.
Nastavak koncepta
Schrödingerova teorija opisana je jednostavnim riječima na sljedeći način: sve dok promatrač ne pogleda sustav, može biti u dva stanja istovremeno. Međutim, još jedan znanstvenik - Eugene Wigner, otišao je dalje i odlučio Schrödingerov koncept dovršiti do apsurda. "Oprostite!" Rekao je Wigner, "što ako njegov kolega stoji pored eksperimentatora i promatra mačku?" Partner ne zna što je točno sam eksperimentator vidio u trenutku kada je otvorio kutiju s mačkom. Schrödingerova mačka napušta stanje superpozicije. Međutim, ne za kolegu promatrača. Tek u trenutku kada sudbina mačke postane posljednja, životinja se konačno može nazvati mrtvom ili živom. Pored toga, milijarde ljudi živi na planeti Zemlji. A najnovija presuda može biti donesena samo kad rezultat eksperimenta postane vlasništvo svih živih bića. Naravno, svim ljudima se može ukratko opisati sudbina mačke i Schrödingerova teorija, ali ovo je vrlo dug i naporan proces.
Principi kvantnog dualizma u fizici nisu odbijeni Schrödingerovim misaonim eksperimentom. U određenom smislu, svako se stvorenje ne može nazvati ni živim ni mrtvim (u superpoziciji) sve dok postoji barem jedna osoba koja ga ne promatra.
Schrödinger Erwin, biografija o čemu će biti riječi u članku, rođen je 1887., 12. kolovoza u Beču. Umro je tamo, 1961. godine, 4. siječnja. Schrödinger Erwin - fizičarDobitnik je Nobelove nagrade. Bio je i član nekoliko akademija znanosti.
Opće informacije
Schrödinger Erwin, foto koji je predstavljen gore, formulirao je jednadžbe valnih i stacionarnih valova koje ovise o vremenu. Ponuđena mu je originalna interpretacija suštine valne funkcije. Znanstvenik je također pokazao identitet matrične mehanike i formalizma, razvio teoriju poremećaja i izvukao rješenja za brojne probleme. Stvorio je mnoga znanstvena djela. Schrödinger Erwin - tvorac kvantne mehanike, Radio je na općoj teoriji relativnosti, izveo je niz pokušaja da se izgradi jedinstveni koncept polja.
podrijetlo
Očev znanstvenik bio je Rudolph. Schrödinger. Erwin bilo je jedino dijete u obitelji. Otac je bio uspješan poduzetnik. Bio je vlasnik tvornice za proizvodnju linoleja i uljane tkanine. Majka znanstvenika bila je kćerka Aleksandra Bauera, kemičara. Erwin je na predavanjima pohađao tijekom studija u Bečkoj tehničkoj školi. Situacija u obitelji, izvrsno obrazovanje roditelja pridonijeli su razvoju raznolikih djetetovih interesa. Erwin je studirao kod kuće do 11. godine. 1898. primljen je u Akademsku gimnaziju. Studirao je uglavnom humanističke znanosti. U svakom razredu je uvijek najbolji učenik Schrödinger. Erwin Volio je učiti, puno je čitao, studirao strane jezike. Uz to, volio je i kazalište.
formacija
Nakon polaganja ispita u školi, Schrödinger Erwin upisao se na Sveučilište u Beču. Dogodilo se to 1906. godine. Na sveučilištu je izabrao tečajeve fizike i matematike. Poseban utjecaj na formiranje interesa mladića imao je F. Exner. Predavao je fiziku i pridavao veliku važnost filozofskim i metodološkim pitanjima znanosti. Nakon susreta s F. Hazenerlom, Erwin se zainteresirao za teorijske aspekte fizike. Iz njega je budući znanstvenik učio o gorućim problemima i poteškoćama koje nastaju prilikom pokušaja njihovog rješavanja. U procesu studija na Sveučilištu, Erwin je savršeno savladao sve matematičke metode iz fizike. Disertacijski rad mladog znanstvenika bio je, međutim, eksperimentalni. Rad je bio posvećen istraživanju utjecaja vlage na električne karakteristike nekih izolacijskih materijala (jantar, ebonit, staklo). Nakon polaganja ispita i obrane Schrödinger Erwin je doktorirao.
Početak karijere
Godine 1911. u listopadu Schrödinger Erwin vratio se na 2. institut za fiziku na Sveučilištu u Beču. Ovdje postaje Exnerov pomoćnik. Erwin vodi časove fizičkog treninga i uključen je u istraživanje. 1913. podnio je zahtjev za dodjelu čina privatnog docenta. Sljedeće godine Erwin ga je primio. Tada je želio započeti aktivnu nastavničku djelatnost, ali Prvi svjetski rat prekršio je njegove planove. Mladi znanstvenik je upućen u vojsku. Erwin je služio na relativno tihim dijelovima fronte. 1917. godine imenovan je profesorom meteorologije na Wiener Neustadtu. Režim službe omogućio mu je čitanje literature i rad na problemima znanosti.
prijelazi
Schrödinger se 1918. vratio u Beč. Otprilike u isto vrijeme dobio je ponudu da preuzme mjesto izvanrednog profesora na Sveučilištu u Chernivtsi. Ali Austro-Ugarsko carstvo se raspadalo, a grad je završio u drugoj državi. Austrija je bila u teškoj ekonomskoj krizi, obitelj Schrödinger je bankrotirala. Mladi znanstvenik bio je prisiljen tražiti novi posao. U jesen 1919. godine dobio je ponudu od Max Wien. Vodio je Institut za fiziku na Sveučilištu Jena. Vin je pozvao Schrödingera da postane njegov asistent i docent na katedri. U travnju 1920. potonji je stigao u Jena. Međutim, ostao je tamo samo 4 mjeseca. Nakon toga Schrödinger je otišao u Stuttgart, na Višu tehničku školu. Ovdje je postao izvanredni profesor. Međutim, ovdje nije dugo radio. Počeo je dobivati \u200b\u200bponude s drugih sveučilišta. Kao rezultat toga, Schrödinger Erwin odabrao je institut u Breslauu. Ovdje je predavao tijekom ljetnog semestra. Po završetku, Schrödinger je opet promijenio posao.
Cirih
Schrodinger se preselio u ovaj grad 1921. godine i postao šef prestižnog odjela na lokalnom sveučilištu. U Zürichu je njegova financijska situacija bila stabilnija. Osim toga, bilo je mnogo mogućnosti za rekreaciju (Erwin je volio skijanje i planinarenje), sastanke s vodećim znanstvenicima i kreativne aktivnosti. Međutim, vrijeme provedeno u Zürichu zasjenilo je bolest. Schrödingeru je dijagnosticirana tuberkuloza. Zbog toga je proveo 9 mjeseci u švicarskim Alpama. Što se kreativne aktivnosti tiče, godine provedene u Zürichu postale su najplodnije.
Berlin
Rad koji je vodio Erwin Schrödinger, knjige, koji je objavio u Zürichu, donio mu je slavu u znanstvenoj zajednici. Ubrzo je postao jedan od glavnih kandidata za mjesto profesora na Sveučilištu u Berlinu. U listopadu 1927., 1. listopada, znanstvenik je prihvatio ponudu i krenuo u rad. U Berlinu se susreo s najvećim znanstvenicima: Einsteinom, Planckom, Maxom von Laueom. Dijelili su njegovo konzervativno viđenje kvantne mehanike i negirali su njezinu interpretaciju u Kopenhagenu. Na sveučilištu je znanstvenik držao predavanja, održavao seminare, sudjelovao u organizacijskim događanjima. Ali sveukupno, držao se odvojeno.
Oksford
Schrödinger je vrijeme provedeno u Berlinu okarakteriziralo kao "najbolje godine za učenje i podučavanje". Međutim, prekrasno razdoblje završilo je dolaskom Hitlera. Budući da više nije mlad, Erwin nije želio živjeti i raditi u novom režimu. Odluči opet promijeniti situaciju. Unatoč negativnom stavu prema nacizmu, Schrödinger nije otvoreno izrazio svoje mišljenje. Štoviše, nije se želio miješati u procese, želeći se distancirati od politike. Ali održati takav položaj u to je vrijeme bilo izuzetno teško. Objašnjavajući razloge svog odlaska, znanstvenik je rekao da ne podnosi kad ga politika maltretira. 1933. Schrödinger je dobio poziv u Oxford. Ubrzo su ga obavijestili o Nobelovoj nagradi.
pojam o sebi
Posebno su zanimljivi memoari koje je napisao Schrödinger Erwin. citatiod njih ga prilično živopisno karakteriziraju kao osobu. Na primjer, daje ocjenu svog razmišljanja. U svojim djelima, kao i u životu općenito, nije slijedio niti jednu specifičnu opću liniju osmišljenu za dugo razdoblje. Schrödinger je rekao: "Interes za nešto uvijek je ovisio o interesu koji pokazuju drugi. U rijetkim slučajevima kažem prvu, ali često izgovaram i drugu riječ. Motivacija je želja za ispravkom ili prigovaranjem ..."
povratak kući
Nakon završetka rata, Schrödinger je često dobivao pozivnice da dođu u Njemačku ili Austriju, ali ih je odbio. Dao je pristanak za povratak tek nakon što je potpisan Austrijski ugovor. Početkom 1956. predsjednik Republike odobrio je rezoluciju kojom je znanstveniku dodijeljen osobni položaj profesora na Sveučilištu u Beču. Već u travnju iste godine, Schrödinger je počeo raditi kod kuće. Nakon dvije godine, međutim, zbog bolesti je bio prisiljen napustiti službu. Posljednjih godina znanstvenik je proveo u selu Alpbach.
Schrödinger Erwin: Otkrića
Veliki utjecaj na aktivnosti znanstvenika imalo je djelo Louis de Broglie. Sadržao je ideju valnih karakteristika materije. Pored toga, znanstvenik je proučavao članak Einsteina o kvantnoj teoriji plina. Uspjeh aktivnosti u ovom smjeru osigurao je posjedovanje matematičkog aparata. Schrödinger je pokušao generalizirati Broglieove valove u slučaju interaktivnih čestica, uzimajući u obzir relativističke efekte. Nakon nekog vremena predložio je razinu energije, predstavljajući ih kao svojstvene vrijednosti određenog operatera. No test za jednostavan vodikov atom dao je razočaravajuće rezultate. Znanstvenik je ovo vrijeme napustio ovo djelo. Nakon toga, vrativši se k njoj, otkrio je kako taj pristup daje zadovoljavajući rezultat s nerelativističkom aproksimacijom.
1926. Schrödinger je formulirao valnu jednadžbu primijenivši je za pronalaženje diskretnih energetskih razina atoma vodika. Nakon toga, generalizirajući formulu, došao je do zaključka da je brzina jedne čestice ista kao i grupni intenzitet valnog paketa. Osim toga, znanstvenik je koristeći svoj pristup riješio problem harmoničnog oscilatora. Schrödinger je u svom radu prvi počeo koristiti koncept "valne mehanike". Rezimirajući metodu koju je Lord Rayleigh stvorio u konceptu akustičkih vibracija, formulirao je metodu za dobivanje približnih rješenja za složene probleme. Ova metoda je korištena za opisivanje Starkovog efekta za atom vodika. Nakon toga, znanstvenik je stvorio formulu, kasnije nazvanu nestacionarnom. Jednadžba je korištena za razvijanje vremenski ovisne teorije poremećaja.
Djelo Erwina Schrödingera "Što je život?"
Postignuća znanstvenika omogućila su postavljanje teorijskih osnova kemije. Razvoj ove znanosti zauzvrat je uvelike utjecao na formiranje molekularne biologije. Rad je direktno doprinio tom procesu. Erwin Schrödinger „Što je život? ". Temelji se na predavanjima koja su održana na Dublin Trinity Collegeu 1943. Djelo je nastalo pod utjecajem članka Delbrücka, Zimera i Timofejeva-Resovskog 1935. Publikacija je posvećena istraživanju genetskih mutacija koje nastaju pod utjecajem gama i x-zraka. Da bi objasnili promjene, autori su koristili teoriju meta. Iako priroda nasljednosti nije proučavana u to vrijeme, uporaba atomske fizike pri razmatranju problema mutageneze omogućila je određivanje nekih zakonitosti. osnova je Schrödingerovog djela koje je zainteresiralo mnoge mlade fizičare.U prvih nekoliko poglavlja raspravlja se o mehanizmima mutacije i nasljednosti.U posljednja dva odjeljka Schrödinger izražava svoja razmišljanja o prirodi života, a posebno autor uvodi pojam negativne entropije, koji njeni organizmi moraju primiti od vanjskih Nadoknađuje porast entropije, što dovodi do termodinamičke ravnoteže i smrti.
Misaoni eksperiment
Tijekom svoje znanstvene djelatnosti, Schrodinger je u jednoj od svojih studija želio pokazati nepotpunost teorije kvantne mehanike u specifičnoj situaciji. Posebno je proučavan prijelaz iz subatomskih u makroskopske strukture. Što je sugeriralo Erwin Schrödinger? mačkauklapa se u zatvorenu čeličnu komoru s paklenim strojem. Potonji je Gegerov brojač, unutar kojeg se nalazi radioaktivna tvar. Ali toliko je mali da samo 1 atom može propasti u sat vremena. Međutim, s istom se vjerojatnošću to neće dogoditi. Kako je naglasio Erwin Schrodinger, mačka ne bi smjela imati izravan pristup automobilu. Ako dođe do propadanja, cijev za očitanje se isprazni, relej se pokreće, što spušta čekić, razbijajući tikvicu s cianovodičnom kiselinom. Nadalje se predlaže da sustav osigurate sat vremena. Kao rezultat toga, zaključuje Erwin Schrödinger, crna kutija pretvara neizvjesnost, koju je u početku ograničio atomski svijet, u makroskopsku. Može se eliminirati izravnim promatranjem. Ova okolnost otežava percepciju „modela zamagljivanja“ kao odražavanja stvarnosti. Prepuštajući sustav sat vremena sebi, možemo zaključiti da će mačka ostati živa nakon određenog razdoblja ako se ne dogodi propadanje. Pri prvom cijepanju životinja će umrijeti. U skladu s kvantnom mehanikom, u nedostatku promatranja jezgre, to će se opisati pomoću superpozicije. Ona je zauzvrat stanje propadanja i raspada. Prema tome, mačka koja sjedi u komori je i živa i mrtva. Ako ga otvorite, tada će promatrač vidjeti samo jedno stanje. Pitanje je, kada sustav prestaje postojati i odabrati jednu poziciju? Cilj eksperimenta je pokazati nepotpunost kvantne mehanike bez posebnih pravila. Oni označavaju uvjete pod kojima dolazi do kolapsa. Jasno je da mačka mora biti mrtva ili živa, jer u stvarnosti ne postoji zbrka. Slično pravilo odnosi se na kernel. Bit će nužno razbijena ili cijela.
Doktrina boja
Posebnu pozornost posvetili su mu u Exnerovoj laboratoriji. Schrödinger je proučavao teorijski aspekt tog pitanja. Rezultati njegovog rada predstavljeni su u članku objavljenom 1920. godine. Kao osnova, znanstvenik je koristio ne ravni trokut boja, već trodimenzionalni prostor s tri osnovna vektora. Čiste spektralne nijanse nalaze se na površini određenog lika (konusa). Glasnoća je ispunjena miješanim bojama (na primjer bijela). Svaka nijansa ima svoj vektor radijusa. Zatim se utvrđuje niz kvantitativnih karakteristika (na primjer, svjetlina). To vam omogućuje objektivno usporedbu relativnih vrijednosti za različite boje. Schrödinger uvodi u trodimenzionalni prostor zakone riemannove geometrije. Minimalna udaljenost između dviju točaka trebala bi biti kvantitativni pokazatelj razlike u bojama. Nakon toga, znanstvenik je predložio metriku prostora koja vam omogućuje izračunavanje svjetline, prema zakonu Weber-Fechnera. Schrödinger je nekoliko radova posvetio fiziološkim značajkama vidnog aparata i napisao opsežnu recenziju o percepciji boja. U jednom je članku pokušao povezati osjetljivost očiju na svjetlost različite valne duljine i spektralni sastav zračenja sunca. Znanstvenik je vjerovao da su se štapići, neosjetljivi na boju (retini receptori odgovorni za noćni vid), pojavili u početnim fazama evolucije, čak i ranije od konusa. Ove promjene, kao što je Schrödinger tvrdio, mogu se naći u strukturi oka. Njegov rad omogućio mu je stjecanje do sredine 1920-ih. reputaciju jednog od vodećih stručnjaka u istraživanju boja. Ali od tada su mu pažnju privukli posve različiti problemi. Nakon toga, nije se vratio proučavanju cvijeća.
Primljena su rješenja za niz konkretnih zadataka. Schrödinger je predložio izvorno tumačenje fizičkog značenja valne funkcije; U sljedećim godinama opetovano je kritizirao općeprihvaćenu kopenhagensku interpretaciju kvantne mehanike (paradoks Schrodingerove mačke itd.). Osim toga, autor je mnogih radova iz različitih područja fizike: statističke mehanike i termodinamike, fizike dielektrike, teorije boja, elektrodinamike, opće teorije relativnosti i kozmologije; nekoliko je pokušaja izgradio jedinstvenu teoriju polja. U knjizi "Što je život?" Schrödinger se bavio problemima genetike promatrajući fenomen života sa stajališta fizike. Pozorno je obraćao filozofske aspekte znanosti, drevne i istočne filozofske koncepte, pitanja etike i religije.
biografija
Podrijetlo i obrazovanje (1887.-1910.)
Spomen-ploča na zgradi Akademske gimnazije
Erwin Schrödinger bio je jedino dijete u imućnoj i kultiviranoj bečkoj obitelji. Njegov otac Rudolf Schrödinger, uspješni vlasnik tvornice za proizvodnju uljane tkanine i linoleuma, odlikovao se zanimanjem za znanost i dugo vremena bio potpredsjednik Bečkog botaničko-zoološkog društva. Erwinova majka, Dahlia Emilia Brenda, bila je kći kemičara Aleksandra Bauera, čija je predavanja Rudolf Schrodinger pohađao dok je studirao na Visokoj tehničkoj školi u Beču Imperial-Royal Vienna (njemački k. k. Technischen hochschule). Stanje u obitelji i komunikacija s visoko obrazovanim roditeljima pridonijeli su oblikovanju različitih interesa mladog Erwina. Do jedanaest godina stekao je kućno obrazovanje, a 1898. ušao je u prestižnu Akademsku gimnaziju (njemačku). Öffentliches Academisches Gymnasium ), gdje su proučavali uglavnom humanitarne predmete. Schrodinger je lako učio, u svakom je razredu postao najbolji učenik. Mnogo je vremena posvetio čitanju i proučavanju stranih jezika. Njegova baka po majci bila je engleska, pa je taj jezik savladala od ranog djetinjstva. Volio je pohađati kazalište; Posebno su mu se svidjele drame Franza Grillparzera, koje su postavljene u Burgtheatru.
Friedrich Hazeneröl imao je veliki utjecaj na formiranje Schrödingera kao znanstvenika
Nakon što je sjajno položio završne ispite u školi, Erwin je u jesen 1906. upisao bečko sveučilište, gdje je za studij odabrao predmete matematike i fizike. Franz Exner imao je veliki utjecaj na formiranje Schrödingera kao znanstvenika. (Engl.)rus. koji je predavao fiziku i pridavao posebnu važnost metodološkim i filozofskim pitanjima znanosti. Erwin se zanimao za teorijske probleme fizike nakon što je upoznao Fredericka Hazenerla. Friedrich hasenöhrl ), nasljednik Ludwiga Boltzmanna na Katedri za teorijsku fiziku. Iz Hazenerøla je budući znanstvenik učio o hitnim znanstvenim problemima i poteškoćama koje nastaju u klasičnoj fizici pri pokušaju njihovog rješavanja. Tijekom studija na Sveučilištu, Schrödinger je savršeno savladao matematičke metode fizike, ali njegova je disertacija bila eksperimentalna. Bila je posvećena istraživanju utjecaja vlažnosti zraka na električna svojstva niza izolacijskih materijala (staklo, ebonit, jantar), a izvedena je pod nadzorom Egona Schweidlera. Egonski švajdler ) u Exnerovoj laboratoriji. 20. svibnja 1910., nakon obrane disertacije i uspješno položenog usmenog ispita, Schrödingeru je dodijeljen stupanj doktora filozofije.
Početak znanstvene karijere (1911-1921)
Mladi Schrödinger
Zurich - Berlin (1921.-1933.)
Slava koju je Schrödinger donio svojim revolucionarnim radom učinila ga je jednim od glavnih kandidata za prestižno mjesto profesora teorijske fizike na Sveučilištu u Berlinu, oslobođenog nakon ostavke Maxa Plancka. Nakon odbijanja Arnolda Sommerfelda i prevladavanja nedoumica o tome hoće li napustiti voljeni Zürich, Schrödinger je prihvatio ovaj prijedlog i 1. listopada 1927. počeo ispunjavati svoje nove dužnosti. U Berlinu je austrijski fizičar pronašao prijatelje i istomišljenike u osobama Maxa Plancka, Alberta Einsteina, Maxa von Lauea, koji je dijelio svoja konzervativna stajališta o kvantnoj mehanici i nije prepoznao njezino tumačenje u Kopenhagenu. Na sveučilištu je Schrödinger održavao predavanja o raznim granama fizike, vodio seminare, vodio fizički kolokvij, sudjelovao u organiziranju događanja, ali sveukupno je stajao odvojeno, o čemu svjedoči odsustvo studenata. Kao što je napomenuo Victor Weisskopf, koji je svojedobno radio kao Schrodingdingerov pomoćnik, potonji "Igrao ulogu autsajdera na sveučilištu" .
Oxford - Graz - Gent (1933.-1939.)
Schrödinger u godini kada je dobio Nobelovu nagradu
Schrödinger je vrijeme provedeno u Berlinu opisao kao „Divne godine kad sam studirao i studirao“ , Ovaj se put našao 1933. godine, nakon što je Hitler došao na vlast. U ljeto ove godine stariji znanstvenik koji više nije želio ostati pod vlašću novog režima odlučio je ponovno promijeniti situaciju. Vrijedi napomenuti da se, usprkos negativnom stavu prema nacizmu, nikada nije otvoreno izrazio i nije želio miješati u politiku, a bilo je nemoguće održati njegovu apolitičnost u tadašnjoj Njemačkoj. Sam Schrödinger, objašnjavajući razloge svog odlaska, rekao je: "Ne mogu podnijeti kad me ogovaraju politika", Britanski fizičar Frederick Lindeman Frederick lindemann ; nakon toga lord Cherwell), koji je upravo u to vrijeme posjetio Njemačku, pozvao je Schrödingera na Sveučilište Oxford. Otišao na ljetni odmor u Južni Tirol, znanstvenik se nije vratio u Berlin i u listopadu 1933. zajedno sa suprugom stigao je u Oxford. Ubrzo nakon dolaska, otkrio je da je dobio Nobelovu nagradu za fiziku (zajedno s Paulom Diracom) "Za otkriće novih plodnih oblika atomske teorije" , U autobiografiji napisanoj ovom prilikom, Schrödinger je dao sljedeću ocjenu svog načina razmišljanja:
|
Magdalen College Oxford
U Oxfordu, Schrödinger je postao član Magdalen Collegea. Magdalen fakultet ) koji nemaju nastavne dužnosti i zajedno s drugim iseljenicima prima sredstva od tvrtke Imperijalna kemijska industrija, No, nikad se nije uspio ugoditi specifičnom okruženju jednog od najstarijih sveučilišta u Engleskoj. Jedan od razloga za to bio je nedostatak bilo kakvog interesa za modernu teorijsku fiziku na Oxfordu, koja se usredotočila uglavnom na predavanje tradicionalnih humanitarnih i teoloških disciplina, zbog čega je znanstvenik osjetio nezasluženost svog visokog položaja i velike plaće, koju je ponekad nazivao svojevrsnom milošću. Drugi aspekt nelagode koji je Schrödinger doživio na Sveučilištu Oxford bile su osobitosti javnog života, pune konvencija i formalnosti, koje su, priznao je, urodile njegovoj slobodi. Situaciju je zakomplicirala neobična priroda njegova osobnog i obiteljskog života, što je izazvalo pravi skandal u klerikalnim krugovima Oxforda. Konkretno, Schrödinger je ušao u oštar sukob s profesorom engleskog i književnosti Cliveom Lewisom. Svi ovi problemi, kao i smanjivanje programa financiranja emigrantskih znanstvenika početkom 1936., prisilili su Schrodingera da razmotri mogućnosti za nastavak karijere izvan Oxforda. Nakon posjeta Edinburghu, u jesen 1936. prihvatio je ponudu da se vrati u svoju domovinu i preuzme mjesto profesora teorijske fizike na Sveučilištu u Grazu.
Schrodingerov boravak u Austriji nije se povukao: već je u ožujku 1938. zemlja pripojena, zbog čega je postala dio nacističke Njemačke. Po savjetu rektora sveučilišta, znanstvenik je napisao "pismo pomirenja" s novom vladom, koje je objavljeno 30. ožujka u novinama Graz Tagespost i izazvao negativnu reakciju emigracijskih kolega. Međutim, ove mjere nisu pomogle: znanstvenik je otpušten s položaja zbog političke nepouzdanosti; službenu obavijest dobio je u kolovozu 1938. godine. Shvativši da bi napuštanje zemlje moglo uskoro biti nemoguće, Schrödinger je brzo napustio Austriju i otišao u Rim (fašistička Italija je u to vrijeme bila jedina zemlja za koju nije bila potrebna viza za putovanje). Do ovog trenutka uspostavio je vezu s irskim premijerom, Imonom de Valerom, matematičarom po obrazovanju, koji je planirao organizirati analogiju Princetonskog instituta za više studije u Dublinu. De Valera, koji je tada bio u Ženevi kao predsjednik Skupštine Lige nacija, nabavio je tranzitnu vizu za Schrodinger i njegovu suprugu za putovanje kroz Europu. U jesen 1938. godine, nakon kratkog zaustavljanja u Švicarskoj, stigli su u Oxford. Dok je trajalo ustrojstvo instituta u Dublinu, znanstvenik je pristao na privremeni položaj u belgijskom Gentu, plaćen iz sredstava Fondacije Franks (eng.). Fondation franqui ). Ovdje ga je uhvatio početak Drugog svjetskog rata. Zahvaljujući intervenciji de Valera, Schrödinger, koji se smatrao njemačkim državljaninom nakon što je Anschluss (a time i neprijateljska država) uspio putovati kroz Englesku i 7. listopada 1939. stigao u glavni grad Irske.
Dublin - Beč (1939.-1961.)
Moderna zgrada Odjela za teorijsku fiziku Dublinskog instituta za visoko obrazovanje
Zakonodavstvo o organizaciji Dublinskog instituta za visoke studije Dublinski institut za napredne studije ) usvojio je irski parlament u lipnju 1940. Schrödinger, koji je postao prvi profesor jednog od dva početna odjela instituta - Katedre za teorijsku fiziku ( Škola teorijske fizike), također je postavljen za prvog ravnatelja ( predsjednik) ove institucije. Kasnije su se pojavili i ostali zaposlenici instituta, među kojima su, kao već poznati znanstvenici, Walter Heitler, Lajos Yanoshi (Hung. Jánossy lajos) i Cornelius Lanczos, kao i mnogi mladi fizičari, imali su priliku u potpunosti se koncentrirati na istraživački rad. Schrödinger je organizirao stalni seminar, predavao na Sveučilištu u Dublinu i pokrenuo organizaciju godišnjih ljetnih škola na institutu, na kojima su sudjelovali vodeći europski fizičari. Tijekom godina provedenih u Irskoj njegova su glavna istraživanja bila teorija gravitacije i problemi koji stoje na sjecištu fizike i biologije. Radio je kao direktor Odjela za teorijsku fiziku 1940-1945. I od 1949. do 1956., Kada se odlučio vratiti u domovinu.
Iako je Schrödinger, nakon završetka rata, više puta dobio ponude da se preseli u Austriju ili Njemačku, odbio je te pozivnice, ne želeći napustiti svoje poznato mjesto. Tek nakon potpisivanja austrijskog državnog ugovora i povlačenja savezničkih trupa iz zemlje, pristao je vratiti se u svoju domovinu. Početkom 1956. predsjednik Austrije odobrio je dekret kojim je znanstveniku dodijeljeno osobno mjesto profesora teorijske fizike na Sveučilištu u Beču. U travnju iste godine Schrödinger se vratio u Beč i svečano stupio na dužnost, održavši predavanje u nazočnosti niza poznatih, uključujući predsjednika republike. Bio je zahvalan austrijskoj vladi koja je organizirala povratak tamo gdje je započela njegova karijera. Dvije godine kasnije često bolesni znanstvenik konačno je napustio sveučilište i otišao u mirovinu. Posljednje godine svog života proveo je uglavnom u tirolskom selu Alpbach. Schrödinger je umro od posljedica pogoršanja tuberkuloze u bečkoj bolnici 4. siječnja 1961. i pokopan je u Alpbachu.
Osobni život
Schrodingdingerov grob u Alpbachu
Biografi i suvremenici više su puta primijetili svestranost Schrödingerovih interesa, njegovo duboko poznavanje filozofije i povijesti. Govorio je šest stranih jezika (osim "gimnazije" drevnog grčkog i latinskog, to su engleski, francuski, španjolski i talijanski), čitao je klasična djela u originalu i prevodio ih, pisao poeziju (zbirka je objavljena 1949), obožavao je kiparstvo.
Znanstvena djelatnost
Rani i eksperimentalni rad
Franz Exner, akademski nadzornik, Schrodinger
Na početku znanstvene karijere Schrödinger je radio mnoga teorijska i eksperimentalna istraživanja koja su bila u skladu s interesima njegova učitelja Franza Exnera - elektrotehnika, atmosferska struja i radioaktivnost, proučavajući svojstva dielektrika. U isto vrijeme, mladi znanstvenik aktivno je proučavao čisto teorijska pitanja klasične mehanike, teoriju oscilacija, teoriju Brownovskog pokreta i matematičku statistiku. Godine 1912. na zahtjev sastavljača Priručnika o električnoj energiji i magnetizmu ( Handbuch der Elektrizität i des Magnetismus) napisao je veliki pregledni članak "Dielectrics", koji je bio dokaz priznanja njegovog rada u znanstvenom svijetu. Iste godine Schrödinger je dao teoretsku procjenu vjerojatne raspodjele radioaktivnih tvari u visini, koja je potrebna za objašnjenje uočene radioaktivnosti atmosfere, a u kolovozu 1913. izvršio je odgovarajuća eksperimentalna mjerenja u Seehamu, potvrdivši neke zaključke Victora Franza Hessa o nedovoljnoj koncentraciji produkata raspada kako bi objasnio izmjerenu ionizaciju atmosfera. Za ovo djelo Schrödinger je nagrađen 1920. Heitingerovom nagradom ( Haitinger-Preis) Austrijska akademija znanosti. Ostala eksperimentalna istraživanja mladog znanstvenika 1914. godine uključivala su provjeru formule kapilarnog tlaka u mjehurićima plina i proučavanje svojstava mekog beta zračenja koje nastaje kada gama zrake padnu na metalnu površinu. Posljednje djelo izveo je zajedno s prijateljem eksperimentatorom Fritzom Kohlrauschom (njemački) Karl Wilhelm Friedrich Kohlrausch ). Godine 1919. Schrödinger je izveo svoj posljednji fizički eksperiment (proučavajući koherenciju zraka koje se emitiraju pod velikim kutom jedna prema drugoj) i usredotočio se na teorijska istraživanja.
Doktrina boja
Exnerova posebna pažnja posvećena je proučavanju boje, nastavku i razvoju djela Thomasa Junga, Jamesa Clerka Maxwella i Hermanna Helmholtza na ovom polju. Schrödinger se bavio teorijskom stranom problema, dajući važan doprinos kolorimetriji. Rezultati ovog rada predstavljeni su u velikom članku objavljenom u časopisu Annalen der physik 1920. godine. Znanstvenik je uzeo kao osnovu ne trokut ravne boje, već trodimenzionalni prostor boja, čiji su osnovni vektori tri primarne boje. Čiste spektralne boje nalaze se na površini određenog lika (konus u boji), dok njegov volumen zauzimaju miješane boje (na primjer, bijela). Svaka određena boja ima svoj vektor polumjera u ovom prostoru boja. Sljedeći korak u smjeru tzv. Veće kolorimetrije bilo je strogo određivanje brojnih kvantitativnih karakteristika (poput svjetline) kako bi se objektivno moglo usporediti njihove relativne vrijednosti za različite boje. Da bi to učinio, Schrodinger je, slijedeći ideju Helmholtza, uveo zakone riimanske geometrije u trodimenzionalni prostor boja, a najkraća udaljenost između dvije dane točke takvog prostora (duž geodetske crte) trebala bi služiti kao kvantitativna razlika između dviju boja. Dalje je predložio specifičnu metriku prostora u boji, koja je omogućila izračunavanje svjetline boja u skladu sa Weber - Fechnerovim zakonom.
U sljedećim godinama, Schrödinger je posvetio nekoliko radova fiziološkim karakteristikama vida (posebice boji zvijezda opaženih noću), a napisao je i veliku recenziju o vizualnoj percepciji za sljedeće izdanje popularnog Müllerovog udžbenika - Pullet ( Müller-Pouillet Lehrbuch der Physik). U drugom je članku ispitao evoluciju vida u boji pokušavajući povezati osjetljivost oka na svjetlost različitih valnih duljina s spektralnim sastavom sunčevog zračenja. Istodobno, vjerovao je da su štapići neosjetljivi na boju (retini receptori odgovorni za noćni vid) nastali u mnogo ranijim fazama evolucije (možda čak i kod drevnih bića koja su vodila podvodni način života) od konusa. Te evolucijske promjene, prema njemu, mogu se pratiti u strukturi oka. Zahvaljujući svom radu, Schrödinger je sredinom 1920-ih stekao reputaciju jednog od vodećih stručnjaka u teoriji boja, međutim, od tada su njegovu pažnju potpuno obuzeli potpuno različiti problemi, a u kasnijim godinama se neće vratiti ovoj temi.
Statistička fizika
Na Schrödingera su se snažno utjecale ideje Ludwiga Boltzmanna (na slici)
Na Schrodingera, koji se školovao na Sveučilištu u Beču, uvelike je utjecao njegov poznati sunarodnjak Ludwig Boltzmann, njegov rad i metode. Već u jednom od svojih prvih članaka (1912.) primijenio je metode kinetičke teorije kako bi opisao dijamagnetska svojstva metala. Iako su ovi rezultati imali samo ograničen uspjeh i općenito nisu mogli biti istiniti u nedostatku ispravne kvantne statistike za elektrone, Schrödinger je ubrzo odlučio primijeniti Boltzmannov pristup na složeniji problem - konstruirati kinetičku teoriju čvrstog materijala, a posebno za opisivanje procesa kristalizacije i taljenja. , Na temelju najnovijih rezultata Petera Debyeja, austrijski fizičar generalizirao je jednadžbu stanja za tekućinu i interpretirao parametar (kritičnu temperaturu) u njoj kao temperaturu taljenja. Nakon otkrića difrakcije rendgenskih zraka 1912. godine, nastao je problem teorijskog opisa ovog fenomena, posebno uzeti u obzir utjecaj toplinskog gibanja atoma na strukturu promatranih interferencijskih obrazaca. U članku objavljenom 1914. godine, Schrödinger (neovisno o Debyeju) razmatrao je ovaj problem u okviru Born - von Karmanovog modela dinamičnih Rođenih rešetki i dobio temperaturnu ovisnost za raspodjelu intenziteta X-zraka kroz kutove. Ta je ovisnost ubrzo eksperimentalno potvrđena. Ova i druga rana Schrödingerova djela također su ga zanimala s gledišta afirmiranja atomske strukture materije i daljnjeg razvoja kinetičke teorije koja bi, prema njegovom mišljenju, konačno trebala pomaknuti modele kontinuiranih medija u budućnosti.
Za vrijeme služenja vojnog roka, Schrödinger je proučavao problem termodinamičkih kolebanja i srodnih pojava, posvećujući posebnu pozornost radu Marijana Smoluhovskog. Nakon rata, statistička fizika postaje jedna od glavnih tema u Schrödingerovom djelu, posvećen mu je najveći broj djela napisanih u prvoj polovici 1920-ih. Tako se 1921. založio za razlikovanje izotopa istog elementa s termodinamičkog stajališta (tzv. Gibbsov paradoks), iako se oni mogu kemijski praktički ne razlikovati. U nizu članaka Schrödinger je pojasnio ili pojasnio specifične rezultate koje su dobili njegovi kolege o različitim pitanjima statističke fizike (specifična toplina krutih tvari, toplinska ravnoteža između svjetlosnih i zvučnih valova itd.). Neki od tih radova koristili su kvantna razmatranja, na primjer, u članku o specifičnoj toplini molekularnog vodika ili u publikacijama o kvantnoj teoriji idealnog (degeneriranog) plina. Ova djela prethodila su pojavljivanju u ljeto 1924. djela Chatyatranata Bosea i Alberta Einsteina, koji su postavili temelje za novu kvantnu statistiku (Bose - Einstein statistika) i primijenili je u razvoju kvantne teorije idealnog monotomskog plina. Schrödinger se pridružio proučavanju detalja ove nove teorije, raspravljajući u svom svjetlu o pitanju određivanja entropije plina. U jesen 1925., koristeći novu definiciju entropije Maxa Plancka, on je izveo izraze za kvantiziranu razinu energije plina u cjelini, a ne za pojedine njegove molekule. Rad na ovoj temi, komunikacija s Planckom i Einsteinom, kao i upoznavanje s novom idejom Louisa de Broglieja o valnim svojstvima materije, bili su preduvjet za daljnja istraživanja koja su dovela do stvaranja valne mehanike. U radu neposredno prije toga, prema Einsteinovoj teoriji plina, Schrödinger je pokazao važnost de Broglieva koncepta za razumijevanje Bose-Einsteinove statistike.
U sljedećim godinama, Schrödinger se u svojim radovima redovito vraćao problemima statističke mehanike i termodinamike. Tijekom dublinskog razdoblja svog života napisao je nekoliko radova o temeljima teorije vjerojatnosti, Booleovoj algebri i primjeni statističkih metoda za analizu očitanja kozmičkih detektora zraka. U knjizi "Statistička termodinamika" (1946), napisanoj na temelju predavanja koje je održao, znanstvenik je detaljno ispitao neke temeljne probleme kojima se često nije pridavala dovoljna pažnja u običnim udžbenicima (poteškoće u određivanju entropije, Boseova kondenzacija i degeneracija, energija nulte točke u kristalima i elektromagnetsko zračenje i tako dalje). Schrodinger je nekoliko članaka posvetio prirodi drugog zakona termodinamike, reverzibilnosti fizičkih zakona u vremenu, čiji je smjer povezivao s povećanjem entropije (u svojim filozofskim spisima istaknuo je da je možda osjećaj za vrijeme zbog same činjenice postojanja ljudske svijesti).
Kvantna mehanika
Stara kvantna teorija
Već u prvim godinama znanstvene karijere Schrödinger se upoznao s idejama kvantne teorije razvijenim u djelima Maxa Plancka, Alberta Einsteina, Nielsa Bohra, Arnolda Sommerfelda i drugih znanstvenika. To je upoznavanje olakšalo rad na nekim problemima statističke fizike, međutim, austrijski znanstvenik u to vrijeme još nije bio spreman razdvojiti se tradicionalnim metodama klasične fizike. Unatoč Schrödingerovom priznanju uspjeha kvantne teorije, njegov stav prema njoj bio je dvosmislen, i pokušao je ne koristiti nove pristupe sa svim njihovim nejasnoćama. Mnogo kasnije, nakon stvaranja kvantne mehanike, rekao je, prisjećajući se ovog puta:
Stari bečki institut Ludwiga Boltzmanna ... dao mi je priliku da se inspiriram idejama ovog moćnog uma. Krug tih ideja postao je za mene prva ljubav u znanosti, ništa drugo me nije toliko očaralo i, možda me nikada neće zarobiti. Pristupio sam modernoj teoriji atoma vrlo sporo. Njezine unutarnje kontradikcije zvuče poput prodorne disonance, u usporedbi s čistim, neumoljivo jasnim slijedom Boltzmannovih misli. Bilo je vremena kada sam zaista bila spremna za let, međutim, potaknuta Exnerom i Kohlrauschom, našla sam spas u doktrini o boji.
- Uvodni govor E. Schrödingera na Pruskoj akademiji znanosti // E. Schrödinger. Izabrani radovi iz kvantne mehanike. - M .: Nauka, 1976. - S. 339.
Schrodingerove prve publikacije o atomskoj teoriji i teoriji spektra počele su se pojavljivati \u200b\u200btek s početka 1920-ih, nakon njegovog osobnog upoznavanja sa Sommerfeldom i Wolfgangom Paulijem i preseljenja na rad u Njemačku, koja je bila središte razvoja nove fizike. U siječnju 1921. Schrödinger je završio svoj prvi članak o toj temi, razmatrajući, u okviru Bohr-Sommerfeldove teorije, utjecaj elektronske interakcije na neke značajke spektra alkalnih metala. Posebno ga je zanimalo uvođenje relativističkih razmatranja u kvantnu teoriju. U jesen 1922. analizirao je orbite elektrona u atomu s geometrijskog stajališta, koristeći metode slavnog matematičara Hermanna Weila. Ovaj rad, u kojem se pokazalo da se određena geometrijska svojstva mogu povezati s kvantnim orbitama, bio je važan korak koji je predvidio neke značajke mehanike valova. Ranije te godine, Schrödinger je dobio formulu relativističkog Doplerovog efekta za spektralne linije, temeljenu na hipotezi kvanta svjetla i razmatranjima očuvanja energije i zamaha. Međutim, imao je velike sumnje u valjanost ovih posljednjih razmatranja u mikrosvjetu. Bio je blizak ideji svog učitelja Exnera o statističkoj prirodi zakona očuvanja, pa je s oduševljenjem prihvatio pojavu članka Bohra, Kramersa i Slatera u proljeće 1924. koji sugerira mogućnost kršenja tih zakona u pojedinim atomskim procesima (na primjer, u postupcima emisije zračenja). Iako su pokusi Hansa Gegera i Waltera Botheja ubrzo pokazali nespojivost ove pretpostavke s eksperimentom, ideja energije kao statističkog koncepta privlačila je Schrödingera tijekom njegovog života i o njemu je raspravljalo u nekim izvješćima i publikacijama.
Stvaranje valne mehanike
Neposredni zamah za početak razvoja valne mehanike bilo je Schrödingerovo upoznavanje početkom studenog 1925. s disertacijom Louis de Broglie koja sadrži ideju valnih svojstava materije, kao i Einsteinov članak o kvantnoj teoriji plinova, u kojem je citirano djelo francuskog znanstvenika. Uspjeh Schrödingerove aktivnosti u ovom smjeru osiguran je posjedovanjem odgovarajućeg matematičkog aparata, posebno metodologije za rješavanje svojstvenih vrijednosti. Schrodinger je pokušao generalizirati de Broglieove valove na slučaju čestica koje su u interakciji, uzimajući u obzir, poput francuskog znanstvenika, relativističke efekte. Nakon nekog vremena, uspio je predstaviti energetske razine kao svojstvene vrijednosti određenog operatera. Međutim, provjera za slučaj najjednostavnijeg atoma - atoma vodika - pokazala se razočaravajućim: rezultati izračuna nisu se poklapali s eksperimentalnim podacima. To je objašnjeno činjenicom da je Schrödinger zapravo dobio relativističku jednadžbu, danas poznatu kao Klein-Gordonova jednadžba, koja vrijedi samo za čestice s nultim spin-om (spin još nije bio poznat u to vrijeme). Nakon ovog neuspjeha, znanstvenik je napustio ovo djelo i vratio se njemu tek nakon nekog vremena, otkrivši da njegov pristup daje zadovoljavajuće rezultate u nerelativističkoj aproksimaciji.
U uvodu trećeg dijela članka (dobivenog 10. svibnja 1926.) najprije se pojavio pojam "mehanika valova" ( Wellenmechanik) označiti pristup koji je razvio Schrödinger. Rezimirajući metodu koju je razvio Lord Rayleigh u teoriji akustičkih vibracija, austrijski znanstvenik razvio je metodu za dobivanje približnih rješenja složenih problema unutar svoje teorije, poznate kao vremenski neovisna teorija poremećaja. Primijenio je ovu metodu u opisu Starkovog efekta za atom vodika i dao dobro podudaranje s eksperimentalnim podacima. U četvrtom izvještaju (zaprimljenom 21. lipnja 1926.), znanstvenik je formulirao jednadžbu, kasnije nazvanu nestalnom (vremenskom) Schrödingerovom jednadžbom, i koristio je za razvoj teorije vremenski ovisnih poremećaja. Kao primjer, on je smatrao problem disperzije i raspravljao o povezanim pitanjima, posebice u slučaju potencijala poremećaja koji su vremenski periodični, došao je do zaključka da u sekundarnom zračenju postoje Ramanove frekvencije. U istom su radu predstavljene relativističke generalizacije osnovnih jednadžbi teorije, koje je Schrödinger dobio u početnoj fazi rada (Klein-Gordonova jednadžba).
Povezanost s mehanikom matrice
Werner Heisenberg, tvorac matrične mehanike
Schrödingerov rad odmah nakon njegovog pojavljivanja privukao je pažnju vodećih svjetskih fizičara i s oduševljenjem su ga primili takvi znanstvenici kao Einstein, Planck i Sommerfeld. Činilo se neočekivanim da opis korištenja kontinuiranih diferencijalnih jednadžbi daje iste rezultate kao i matrična mehanika sa svojim neobičnim i složenim algebarskim formalizmom i oslanjanjem na diskretnost spektralnih linija poznatih iz iskustva. Valna mehanika, po duhu slična klasičnoj mehanici neprekidnih medija, mnogim se znanstvenicima činila poželjnijima. Konkretno, sam Schrödinger kritički je govorio o Heisenbergovoj teoriji matrice: "Naravno, znao sam za njegovu teoriju, ali uplašili su me, ako ne i odvratili, što mi se činilo vrlo teškim metodama transcendentalne algebre i nedostatkom bilo kakve vizualizacije." , Ipak, Schrödinger je bio uvjeren u formalnu ekvivalentnost formalizama valne i matrične mehanike. Dokaz ove ekvivalencije pružen im je u članku „O odnosu kvantne mehanike Heisenberga - Rođen - Jordan prema mome“, koji su dobili od urednika. Annalen der physik 18. ožujka 1926. godine. Pokazao je da se svaka jednadžba valne mehanike može prikazati u obliku matrice, i obrnuto, iz danih matrica moguće je prijeći na valne funkcije. Neovisno o povezanosti dvaju oblika kvantne mehanike uspostavio je Karl Eckart. Carl Eckart ) i Wolfgang Pauli.
Značaj Schrodingdingerove valne mehanike odmah je prepoznala znanstvena zajednica, a već u prvim mjesecima nakon pojave temeljnih radova na raznim sveučilištima u Europi i Americi, aktivnosti su počele proučavati i primjenjivati \u200b\u200bnovu teoriju u raznim određenim problemima. Schrodingerovi govori na sastancima Njemačkog fizičkog društva u Berlinu i Münchenu u ljeto 1926. godine, kao i opsežna turneja po Americi, koju je on poduzeo u prosincu 1926. - travnju 1927., pridonijeli su promicanju ideja mehanike valova. Tijekom ovog putovanja održao je 57 predavanja na raznim američkim akademskim institucijama.
Interpretacija valnih funkcija
Ubrzo nakon pojave Schrodingerovih temeljnih članaka, zgodan i dosljedan formalizam izložen u njima počeo se široko koristiti za rješavanje najrazličitijih problema kvantne teorije. Međutim, sam formalizam u to vrijeme još nije bio dovoljno jasan. Jedno od glavnih pitanja koje je postavilo Schrodingerovo temeljno djelo bilo je pitanje što oscilira u atomu, odnosno problem značenja i svojstava valne funkcije. U prvom dijelu svog članka smatrao ga je stvarnom, jedinstvenom i svugdje dvostruko diferenciranom funkcijom, ali u posljednjem je dijelu dopustio mogućnost složenih vrijednosti za nju. Nadalje, on je protumačio kvadrat modula ove funkcije kao mjerilo raspodjele gustoće električnog naboja u konfiguracijskom prostoru. Znanstvenik je vjerovao da se sada čestice mogu vizualizirati kao valoviti paketi, pravilno sastavljeni od skupa svojstvenih funkcija, i na taj način potpuno napustiti korpuskularne reprezentacije. Nemogućnost takvog objašnjenja postala je jasna vrlo brzo: u općenitom slučaju valovni paketi neizbježno zamagljuju, što je u suprotnosti s očigledno korpuskularnim ponašanjem čestica u pokusima raspršivanja elektrona. Rješenje problema dao je Max Born, koji je predložio vjerojatnu interpretaciju valne funkcije.
Za Schrodingdingera takva je statistička interpretacija, koja je bila u suprotnosti s njegovim idejama o stvarnim kvantno-mehaničkim valovima, bila apsolutno neprihvatljiva, jer je zadržala kvantne skokove i druge elemente diskontinuiteta, kojih se želio riješiti. Najoštrije odbacivanje znanstvenika nove interpretacije njegovih rezultata očitovalo se u razgovorima s Nielsom Bohrom, koji su se dogodili u listopadu 1926. tijekom posjeta Schrodingeru Kopenhagenu. Werner Heisenberg, svjedok ovih događaja, napisao je nakon toga:
|
Takva interpretacija, utemeljena na Rođenoj vjerojatnoj interpretaciji valne funkcije, Heisenbergovom principu neizvjesnosti i Borovom principu komplementarnosti, formulirana je 1927. godine i stekla je slavu pod imenom kopenhagenska interpretacija. Međutim, Schrödinger to nije mogao prihvatiti i do kraja života branio je potrebu za vizualnim prikazom mehanike valova. Međutim, prema rezultatima svog posjeta Kopenhagenu napomenuo je da, usprkos svim znanstvenim razlikama, "Odnos s Bohrom [s kojim ranije nije bio upoznat], a posebno s Heisenbergom ..., bio je apsolutno, besprijekoran prijateljski i srdačan" .
Primjene kvantne mehanike
Nakon završetka formalizma valne mehanike, Schrödinger je uz njegovu pomoć uspio dobiti niz važnih rezultata privatne prirode. Krajem 1926. koristio je svoju tehniku \u200b\u200bza vizualizaciju Comptonovog učinka, a pokušao je i kombinirati kvantnu mehaniku i elektrodinamiku. Na temelju Klein-Gordon-ove jednadžbe, Schrödinger je dobio izraz za tenzor energije-trenutnog momenta i odgovarajući zakon očuvanja kombiniranih valova materije i elektromagnetskih valova. Međutim, pokazalo se da su se ovi rezultati, kao i izvorna jednadžba, neprimjenjivi na elektron, jer nisu omogućili da se uzme u obzir njegov spin (to je kasnije učinio Paul Dirac, koji je dobio svoju poznatu jednadžbu). Tek mnogo godina kasnije postalo je jasno da rezultati dobiveni Schrödingerom vrijede za čestice s nultim zavrtanjem, na primjer, mezone. 1930. godine dobio je općeniti izraz Heisenbergove relacije neizvjesnosti za bilo koji par fizičkih veličina (opažaji). Iste je godine prvi put integrirao Diracovu jednadžbu za slobodni elektron, došao do zaključka da je njegovo kretanje opisano zbrojem pravokutnog jednolikog gibanja i visokofrekventnog drhtanja gibanja ( Zitterbewegung) mala amplituda. Taj se fenomen objašnjava interferencijom dijelova valnog paketa koji odgovaraju elektronima koji se odnose na pozitivne i negativne energije. U 1940-1941. Godini Schrödinger je detaljno razvio u okviru valne mehanike (tj. Schrödingerovu reprezentaciju) metodu za faktorizaciju za rješavanje problema vlastite vrijednosti. Suština ovog pristupa je prikazati Hamiltonian sustava kao produkt dvaju operatora.
Kritika kopenhaške interpretacije
Albert Einstein bio je Schrödingerov prijatelj i redoviti dopisnik
Schrodinger se od kasnih 1920-ih više puta vratio kritikama različitih aspekata interpretacije u Kopenhagenu, a o tim je problemima razgovarao s Einsteinom, s kojim su u to vrijeme bili kolege na Sveučilištu u Berlinu. Njihova komunikacija na ovu temu nastavila se u slijedećim godinama dopisivanjem, koje se intenziviralo 1935. nakon objavljivanja poznatog članka Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) o nepotpunosti kvantne mehanike. U jednom od pisama Einsteinu (od 19. kolovoza 1935.), kao i u članku koji je časopisu poslan 12. kolovoza. Naturwissenschaftenprvi je put uveden misaoni eksperiment koji je postao poznat kao paradoks mačke Schrodinger. Suština ovog paradoksa, prema Schrödingeru, bila je u tome što nesigurnost na atomskoj razini može dovesti do neizvjesnosti na makroskopskoj ljestvici ("mješavina" žive i mrtve mačke). To ne zadovoljava zahtjev za sigurnošću makroobjekata bez obzira na njihovo promatranje i, prema tome, "Sprječava nas da prihvatimo na takav naivan način" model zamagljivanja "(tj. Standardno tumačenje kvantne mehanike] kao sliku stvarnosti", Einstein je u ovom misaonom eksperimentu vidio naznaku da je valna funkcija povezana s opisom statističke cjeline sustava, a ne zasebnim mikrosistemom. Schrödinger se nije složio, smatrajući kako je valna funkcija izravno povezana sa stvarnošću, a ne sa njezinim statističkim opisom. U istom članku analizirao je i druge aspekte kvantne teorije (na primjer, problem mjerenja) i došao do zaključka da je kvantna mehanika "Za sada je to samo prikladan trik koji je, pak, stekao ... izuzetno velik utjecaj na naše temeljne poglede na prirodu.", Daljnja razmišljanja o paradoksu EPR-a dovela su Schrödingera do složenog problema kvantnog zapletanja (it. Verschränkung, Eng. uplitanje). Uspio je dokazati opću matematičku teoremu da nakon dijeljenja sustava na dijelove, njihova zajednička valna funkcija nije jednostavan proizvod funkcija pojedinih podsustava. Prema Schrödingeru, takvo je ponašanje kvantnih sustava značajan nedostatak teorije i razlog njezina poboljšanja. Iako argumenti Einsteina i Schrödingera nisu mogli poljuljati položaj pristaša standardne interpretacije kvantne mehanike, koju su prije svega predstavili Bohr i Heisenberg, potaknuli su razjašnjenje nekih njegovih temeljno važnih aspekata i čak doveli do rasprave o filozofskom problemu fizičke stvarnosti.
Godine 1927. Schrödinger je predložio takozvani rezonantni koncept kvantnih interakcija, zasnovan na hipotezi o kontinuiranoj razmjeni energije između kvantnih sustava s bliskim prirodnim frekvencijama. Međutim, ta ideja, unatoč svim nadanjima autora, nije mogla zamijeniti ideju stacionarnih stanja i kvantnih prijelaza. Godine 1952. u članku „Postoje li kvantni skokovi?“ Vratio se rezonantnom konceptu kritizirajući vjerojatnu interpretaciju. U detaljnom odgovoru na komentare sadržane u ovom djelu, Max Bourne došao je do sljedećeg zaključka:
... Želio bih reći da Schrödingerovu mehaniku valova smatram jednim od najupečatljivijih dostignuća u povijesti teorijske fizike ... daleko sam od toga da kažem da je danas poznata interpretacija savršena i konačna. Pozdravljam Schrodingdingerov napad na zadovoljnu ravnodušnost mnogih fizičara koji prihvaćaju modernu interpretaciju jednostavno zato što djeluje bez brige o točnosti obrazloženja. Međutim, ne mislim da je Schrödingerov članak pozitivno pridonio rješavanju filozofskih poteškoća.
- M. Bourne. Tumačenje kvantne mehanike // M. Bourne. Fizika u životu moje generacije. - M.: Izdavačka kuća stranih zemalja. Litra, 1963. - S. 255, 265.
Elektromagnetizam i opća relativnost
Schrödinger se upoznao s radom Einsteina o općoj teoriji relativnosti (GTR) u Italiji, na obali Tršćanskog zaljeva, gdje je bila smještena njegova vojna postrojba tijekom Prvog svjetskog rata. Detaljno je razumio matematički formalizam (račun tenzora) i fizičko značenje nove teorije te je već 1918. objavio dva mala rada s vlastitim rezultatima, posebno sudjelujući u raspravi o energiji gravitacijskog polja u okviru GR. Znanstvenik se vratio općim relativističkim temama tek početkom 1930-ih, kada je pokušao razmotriti ponašanje valova materije u zakrivljenom prostoru-vremenu. Najplodnije razdoblje za Schrödinger bavljenje gravitacijom bilo je za vrijeme njegova boravka u Dublinu. Osobito je dobio niz specifičnih rezultata u okviru kozmološkog modela de Sitter, uključujući ukazujući na procese stvaranja materije u takvom modelu svemira koji se širi. Pedesetih godina prošlog stoljeća napisao je dvije knjige o pitanjima opće relativnosti i kozmologije - „Svemirska i vremenska struktura“ (1950.) i „Šireći svemiri“ (1956.).
Eamon de Valera, pokretač Schrodingerovog poziva u Dublin
Drugo područje Schrödingerovog rada bilo je pokušaje stvaranja jedinstvene teorije polja kombiniranjem teorije gravitacije i elektrodinamike. Ovoj aktivnosti neposredno je prethodila austrijska znanstvenica, počevši 1935., proučavajući mogućnost nelinearne generalizacije Maxwellovih jednadžbi. Svrha ove generalizacije, koju su prvo poduzeli Gustav Mee (1912.), a potom Max Born i Leopold Infeld (1934.), bila je ograničiti veličinu elektromagnetskog polja na malim udaljenostima, što bi trebalo osigurati konačnu vrijednost samoenergije nabijenih čestica. Električni naboj u okviru ovog pristupa tumači se kao unutarnje svojstvo elektromagnetskog polja. Od 1943. Schrödinger je nastavio napore Weila, Einsteina i Arthura Eddingtona da iz principa najmanjeg djelovanja izvuče jedinstvenu jednadžbu polja odabirom prave vrste Lagrangiana u okviru afine geometrije. Usredotočujući se, poput svojih prethodnika, na čisto klasično shvaćanje, Schrödinger je predložio uvođenje trećeg polja koje bi trebalo nadoknaditi poteškoće u kombiniranju gravitacije i elektromagnetizma, predstavljeno u obliku Rođenog - Zaljubljenog. Ovo treće polje povezao je s nuklearnim silama, čije su se hipotetske mesone u to vrijeme smatrale nosiocima. Konkretno, uvođenje trećeg polja u teoriju omogućilo je očuvanje njegove mjerne invarijancije. Godine 1947. Schrödinger je pokušao kombinirati elektromagnetska i gravitacijska polja, odabirom novog oblika Lagrangian-a i dobivanjem novih jednadžbi polja. Te jednadžbe sadržavale su vezu između elektromagnetizma i gravitacije, koja bi, prema mišljenju znanstvenika, mogla biti odgovorna za stvaranje magnetskih polja zakretanjem masa, na primjer, Sunca ili Zemlje. Problem je, međutim, bio što jednadžbe nisu dopuštale povratak u čisto elektromagnetsko polje kad je gravitacija isključena. Unatoč velikim naporima, brojni problemi koji stoje pred teorijom nisu se mogli riješiti. Schrödinger, poput Einsteina, nije uspio stvoriti jedinstvenu teoriju polja geometrizacijom klasičnih polja, a sredinom 1950-ih napustio je tu aktivnost. Prema Otto Hitmire ( Otto hittmair), jedan od zaposlenika Schrodingerovih Dublina, „Velike nade u ovom su vremenu dale veliko razočarenje u životu velikog znanstvenika“ .
"Što je život?"
Po mom mišljenju, fer je reći da Schrödinger, formulirajući svoju valnu jednadžbu, snosi glavnu odgovornost za modernu biologiju.
Izvorni tekst (Engl.)
Stoga je, po mom mišljenju, opravdano reći da je Schrödinger, formulirajući svoju valnu jednadžbu, u osnovi odgovoran za modernu biologiju.
Mladi fizičar Max Delbrück počeo se zanimati za biologiju pod utjecajem ideja Nielsa Bohra
Schrodingerov direktni doprinos biologiji povezan je s njegovom knjigom "Što je život?" (1944), utemeljenoj na predavanjima koja su održana na Trinity Collegeu u Dublinu u veljači 1943. Ova predavanja i knjiga nadahnuti su člankom Nikolaja Timofejeva-Resovskog, Karla Zimmera i Maxa Delbrücka, objavljenim 1935., a prenio Schrodinger Paul Ewald. Paul Peter Ewald ) početkom 1940-ih. Ovaj je članak posvećen istraživanju genetskih mutacija koje nastaju pod utjecajem rendgenskog i gama zračenja i za objašnjenje kojih su autori razvili teoriju meta. Iako priroda nasljednih gena još nije bila poznata, pogled na problem mutageneze s gledišta atomske fizike omogućio je otkrivanje nekih općih zakona ovog procesa. Rad Timofejeva - Zimmera - Delbrücka Schrödinger je postavio kao osnovu svoje knjige koja je privukla široku pozornost mladih fizičara. Neki od njih (na primjer, Maurice Wilkins), pod njezinim su utjecajem, odlučili proučavati molekularnu biologiju.
Prvih nekoliko poglavlja knjige „Što je život?“ Posvećeno je pregledu podataka o mehanizmima nasljeđivanja i mutacija, uključujući ideje Timofejeva, Zimera i Delbrücka. Posljednja dva poglavlja sadrže Schrodingerove vlastite misli o prirodi života. U jednom od njih autor je uveo koncept negativne entropije (koja datira još od Boltzmanna) koju živi organizmi moraju dobiti iz vanjskog svijeta kako bi nadoknadili rast entropije, vodeći ih do termodinamičke ravnoteže i, posljedično, smrti. Prema Schrödingeru, to je jedna od glavnih razlika između života i nežive prirode. Prema Paulingu, pojam negativne entropije, formuliran u Schrödingerovom djelu bez odgovarajuće strogosti i jasnoće, ne dodaje gotovo ništa našem razumijevanju fenomena života. Francis Simon nedugo nakon objavljivanja knjige naznačio je da bi slobodna energija trebala igrati mnogo veću ulogu organizama od entropije. U sljedećim izdanjima Schrödinger je tu primjedbu uzeo u obzir, napomenuvši važnost slobodne energije, ali je ipak ostavio argumente o entropiji u ovome, kako je to rekao nobelovac Max Perutz, "Zavaravajuće poglavlje" nema promjene.
U posljednjem poglavlju Schrödinger se vratio svojoj misli koja prolazi kroz cijelu knjigu i da mehanizam funkcioniranja živih organizama (njihova točna reproducibilnost) nije u skladu sa zakonima statističke termodinamike (slučajnost na molekularnoj razini). Prema Schrödingeru, otkrića genetike omogućuju nam zaključak da u njemu nema mjesta vjerojatnim zakonima koji moraju upravljati ponašanjem pojedinih molekula; Dakle, proučavanje žive materije može dovesti do nekih novih neklasičnih (ali istodobno i determinističkih) zakona prirode. Da bi riješio taj problem, Schrödinger se okrenuo svojoj čuvenoj hipotezi o genu kao aperiodičnom jednodimenzionalnom kristalu koji datira iz Delbrückovog djela (potonji je pisao o polimeru). Možda je molekularni aperiodni kristal u kojem je napisan „program života“ koji izbjegava poteškoće povezane s toplinskim kretanjem i statističkim poremećajima. Međutim, kako je pokazao daljnji razvoj molekularne biologije, postojeći zakoni fizike i kemije bili su dovoljni za razvoj ovog polja znanja: poteškoće koje Schrödinger razmatra rješavaju se principom komplementarnosti i enzimske katalize, koja omogućava proizvodnju velikih količina određene tvari. Prepoznajući ulogu knjige "Što je život?" U promociji ideja genetike, Max Perutz je, međutim, došao do sljedećeg zaključka:
... pomno proučavanje njegove [Schrödinger] knjige i srodne literature pokazalo mi je da ono što je bilo ispravno u njegovoj knjizi nije originalno, a većina originala, kao što je bilo poznato i u vrijeme pisanja, nije bilo točno. Štoviše, knjiga ignorira neka ključna otkrića koja su objavljena prije nego što je išla na tiskanje.
Izvorni tekst (Engl.)
... pomno proučavanje njegove knjige i srodne literature pokazalo mi je da ono što je istinito u njegovoj knjizi nije bilo originalno, a većina onoga što je bilo originalno znalo se da nije istinito ni kada je knjiga napisana. Štoviše, knjiga ignorira neka ključna otkrića koja su objavljena prije nego što je izašla u tisak.
Filozofski pogledi
1960. Schrödinger se prisjetio vremena nakon završetka Prvog svjetskog rata:
Tek nakon dolaska u Dublin mogao je dati dovoljno pozornih filozofskih pitanja. Iz olovke mu je nastao niz djela ne samo o
Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger (rođen 12. kolovoza 1887., Beč - umro 4. siječnja 1961, ibid.) - austrijski teorijski fizičar; Nobelovac za fiziku (1933); Profesor na sveučilištima u Berlinu, Oxfordu, Grazu i Gentu. Od 1939. - direktor Instituta za napredne studije u Dublinu koji ga je osnovao; razvio kvantnu mehaniku i teoriju valova materije.
Erwin Schrödinger rođen je u Beču u obitelji Rudolfa Schrödingera i Dahlia Emily Brands. 1898. upisao je Akademsku gimnaziju. Nakon završetka klasične gimnazije od 1906. do 1910. studirao je na Bečkom sveučilištu koje je do tada zahvaljujući I. Loshmidtu, I. Stefanu i L. Boltzmannu postalo istaknuto središte teorijske i eksperimentalne fizike. Upravo je tamo, pod utjecajem velikih fizičara, studenata L. Boltzmanna - F. Gazenorla i Franza Exnera, formiran znanstveni svjetonazor Schrödingera.
To ... podrijetlo u strogo definiranom redoslijedu (u smislu "prije" i "poslije") nije kvaliteta percipiranog svijeta, već se odnosi na opažajući um.
(Um i stvar)
Schrödinger Erwin
Najzanimljivije područje za Schrödingera bila je termodinamika u vjerojatnoj interpretaciji koju je razvio Boltzmann. „Krug tih ideja,“ rekao je E. Schrödinger 1929. godine, „postao je za mene prva ljubav prema znanosti, ništa drugo me nije osvojilo i možda me nikad neće zarobiti.“ Kao doktorska disertacija, Schrödinger brani eksperimentalni rad o električnoj vodljivosti na površini izolatora u vlažnom zraku, koju izvodi u Exnerovoj laboratoriji.
Nakon diplome, Schrödinger radi kao asistent Exneru, a od 1914. kao privatni docent. Od 1910. godine Schrödingerove prve publikacije pojavile su se o dielektrikama, kinetičkoj teoriji magnetizma, atmosferskom elektricitetu (nagrada Geitinger), teoriji anomalične električne disperzije, interferencijskim fenomenima, teoriji Debyeevog efekta itd.
Nekoliko tjedana prije izbijanja Prvog svjetskog rata, Schrödinger je upućen u vojsku. Za razliku od F. Ghazenorla, koji je umro na frontu, Schrödinger je imao sreće - poslan je kao artiljerijski časnik na relativno miran dio Jugozapadne fronte (Trst). Tamo čak uspijeva biti u toku s razvojem fizike, posebno upoznati se s člancima A. Einsteina o općoj teoriji relativnosti i 1918. godine objavio dva članka na tu temu.
Nakon rata, u jesen 1919., Schrödinger prihvaća poziv M. Wiena da održi predavanja o elektroničkoj i kvantnoj teoriji na Sveučilištu u Jeni. U 1920-1921 Schrödinger je profesor na sveučilištima u Stuttgartu i Breslavu, 1921. vodio je katedru za teorijsku fiziku na Sveučilištu u Zürichu, koju su zauzeli A. Einstein, P. Debye i M. von Laue.
Schrodinger je svjetsku slavu stekao radom na kvantnoj teoriji 1926. "Što u teorijskoj fizici postoji izvanrednije od njegovih prvih šest radova o valnoj mehanici?", Rekao je kasnije Max Born. Zamisao L. de Brogliea o elektronskim valovima složenim u orbitu cijeli broj puta dovela je Schrödingera do razumijevanja diskretnih stanja kao prirodnih oscilacija. Problem kvantizacije se, dakle, svodio na potragu za svojstvenim vrijednostima i svojstvenim funkcijama. Uvodeći koncept funkcije koja opisuje stanje mikro-objekta, Schrödinger dobiva čuvenu "valnu jednadžbu" materije - Schrödingerovu jednadžbu, koja igra jednaku temeljnu ulogu u atomskoj fizici kao Newtonove jednadžbe u klasičnoj mehanici i Maxwell-ove jednadžbe u klasičnoj elektrodinamici. Poznavajući funkciju u jednom trenutku, moguće je, riješivši Schrödingerovu jednadžbu, dobiti je za bilo koje drugo vrijeme. Sama funkcija opisuje samo vjerojatnu raspodjelu stanja mikročestica. Ubrzo nakon stvaranja mehanike valova, Schrödinger je pokazao svoju formalnu ekvivalentnost kvantnoj mehanici Heisenberga - Rođen - Jordan. Međutim, u načelu - tumačenju kvantne teorije - Schrodinger se razdvojio s kopenhagenskom školom, koja je odbacila utvrđene klasične koncepte. Spomenice razgovora sa Schrödingerom, tijekom kojih se zapravo formirala nova fizika, V. Heisenberg je sačuvao u svojoj knjizi "Dio i cjelina" (Fizika i filozofija. Dio i cjelina. M., 1989.). Ti su razgovori pridonijeli dubljem razumijevanju kvantne teorije, otkrivanju N. Bohra i V. Heisenberga njezinih temeljnih načela. Schrödinger je, s druge strane, došao do zaključka da je kvantna teorija nepotpuna, da bi kasnije utjelovila suštinu kopenhagenske interpretacije u paradoksalnom obliku „Schrödingerove mačke“, koja je i živa i mrtva s određenom vjerojatnošću.
1933. godine zajedno s P. A. M. Diracom Schrödinger je dobio Nobelovu nagradu "za otkriće novih oblika atomske teorije". Schrödinger je 1927. godine nasljednika Maxa Plancka pozvao na katedru Sveučilišta u Berlinu. Godine 1928. izabran je za stranog člana dopisne akademije SSSR-a, 1934. - za počasnog člana. 1933., pojavom fašizma, Schrödinger je bio prisiljen emigrirati u Oxford. Nakon kratkog predavanja kod kuće u Grazu (1936.-1938.) Ponovno je emigrirao. Godine 1939., na poziv irskog premijera, I. de Valera Schrödinger, vodio je Institut za više studije u Dublinu, posebno stvoren za njega. Schrödinger radi na području teorije gravitacije, teorije mezona, termodinamike, nelinearne elektrodinamike Born - Infeld, pokušava stvoriti jedinstvenu teoriju polja. Schrödinger nije bio samo veliki teorijski fizičar, nego i izvanredan mislilac. Znao je šest jezika, čitao je skripte drevnih i modernih filozofa, zanimao se za umjetnost, pisao je poeziju. Schrödinger je 1944. objavio originalnu studiju na sjecištu fizike i biologije - "Što je život sa stajališta fizike?" Godine 1948. na University College London drži predavanja o grčkoj filozofiji, što je osnova njegove knjige Priroda i Grci (London, 1954). Zabrinut je za odnos između bića i svijesti (Spirit and Matter, Cambridge, 1958.), znanosti i društva (izvješće na Pruskoj akademiji znanosti (Berlin), "Je li prirodna znanost uvjetovana okolišem?", 1932; knjiga "Science and humanizam ", Cambridge, 1952.), on govori o problematičnosti i zakonima prirode (zbirke:" Teorija nauke i čovjeka ", New York, 1957," Što je zakon prirode? ", München, 1962). 1949. godine objavljena je zbirka njegovih pjesama.
Iskustvo, koliko ga poznajemo, jasno nameće uvjerenje da ne može preživjeti uništenje tijela, s čijim je životom, koliko znamo život, neraskidivo povezan. Dakle, nakon ovog života nema ništa? Ne. Iskustvo drugačije od onog za koje znamo da se ne mora odvijati u prostoru i vremenu. Ali u redoslijedu pojavljivanja, kada vrijeme ne igra ulogu, pojam "poslije" nema značenja.
(Um i stvar)
Schrödinger Erwin
Schrödinger je objavio oko 100 članaka o općim znanstvenim i filozofskim temama. Za Schrödingera nakon Platona najvažniji je koncept Jednog. U grčkoj, kineskoj, indijskoj filozofiji - sustavom pogleda na prirodu u njezinom jedinstvu, on pokušava „pronaći izgubljene čestice mudrosti“ koje bi pomogle u prevladavanju krize konceptualnog aparata temeljnih znanosti i rascjepa modernog znanja u mnogo zasebnih disciplina. U biti, i u čisto znanstvenom istraživanju jedinstvene teorije polja, utjelovila se njegova želja za jedinstvom fizičke slike svijeta. Polazište njegova filozofskog svjetonazora bilo je jasno priznanje da je „vrijednost samo u okviru njezinog kulturnog okruženja, samo u kontaktu sa svima koji su sada, kao i onima koji će se u budućnosti posvetiti obogaćivanju duhovne kulture i znanja“. Stoga je Schrodingdingerov apel na zaostavštinu drevne indijske i antičke filozofije potreban za njega kada raspravlja o pitanju što je "objektivna stvarnost", može li se svesti na podatke promatranja i mjerenja ili na kombinaciju intersubjektivnih, univerzalno značajnih značenja? Pomak koji se dogodio s kvantnom mehanikom u razumijevanju objektivnosti i objektivnom opisu zahtijevao je filozofsko razumijevanje ovisnosti objektivne stvarnosti o metodi promatranja i opisivanja. Schrödinger je ostavio dva rukopisa objavljena pod naslovom „Moj svjetonazor“: jedan je napisan 1925., a drugi 1960. Schrödinger je nastavio raditi na rukopisu. Časopis tiska rukopis iz 1925. u ovom broju, a 1960. u sljedećem broju. Značajno je da su svi tvorci kvantne mehanike, uključujući E. Schrödinger, bili prisiljeni razmišljati o filozofskim problemima koje postavlja nova fizika, zajedno s prirodno-znanstvenim istraživanjima. da su ih novi prirodno-znanstveni problemi natjerali da preispitaju temeljne filozofske pojmove, poput "stvarnosti", "svijeta", "stvarnosti", "svijesti", "subjekta koji znaju", "moralnog zakona" i dr. E. Schrodinger je svoje učitelje nazvao f losofii - M. Plank, R. Avenarius, Ernst Cassirer, njemački povjesničar filozofije Gazenorlya F i R. Zemon - autor dvije knjige "Mnemonički". Izuzetno cijeni njihovu kritiku naivnog realizma, dogmatskog materijalizma, koji se ne uključuje u raspravu o krajnjim filozofskim konceptima. Schrödinger je istaknuo važnost metafizike za fizičare da će nakon razdoblja „agonije metafizike“ predvidjeti razdoblje u kojem će znanstvenik biti prisiljen prijeći granice izravno uočenog i nastaviti s diskusijom o krajnjim metafizičkim problemima. I ovdje je anti-metafizički stav filozofa s početka XX. Stoljeća. a program "opisne fizike" već je očito nedovoljan i ne može pomoći u razumijevanju mnogih temeljnih pitanja.