Рудольф шредингер
Подпишитесь и читайте «Экспресс газету» в:
12 августа 2017 года исполняется 130 лет со дня рождения замечательного австрийского физика Эрвина Рудольфа Йозефа Александра Шрёдингера. Жив ли кот Шрёдингера – вопрос, на который никто и никогда не даст точного ответа. Впрочем, в историю науки наш герой вошел отнюдь не благодаря издевательствам над четвероногими.
Полемист и критик
Характерной особенностью Шрёдингера как ученого была своеобразная «вторичность». Он редко сам начинал заниматься какой-либо проблемой, его любимый жанр – отклик на чье-либо исследование, его развитие или критика. Абсолютный индивидуалист, он все же не мог творить один – ему нужно было сопротивление, чужая мысль как точка опоры. Несмотря на такой оригинальный подход, спорщик-австриец стал автором многих десятков открытий – как правило, его публикации были и глубже, и точнее, чем у «первопроходцев». В 1933 году он получил Нобелевскую премию по физике за открытие новых плодотворных форм атомной теории. А после смерти ученого благодарные австрийцы выпустили тысячешиллинговую купюру с портретом Шрёдингера и назвали его именем одну из площадей в Вене.
Достаточно сложно говорить о вкладе этого физика, химика, биолога, философа, поэта простым языком – его главной заслугой являются формулы. Ему удалось изрядно продвинуть атомную теорию, теорию спектров, теорию относительности, он считается создателем современной волновой механики. Шрёдингер дружил и полемизировал с Нильсом Бором, Альбертом Эйнштейном, Вернером Гейзенбергом – тремя столпами физики XX века. На основании своих познаний и открытий он пытался делать философские обобщения. Одна из его книг называется очень просто и предельно амбициозно – «Что такое жизнь?»
Гедонист и сторонник свободной любви
Физические формулы и глубокие размышления не мешали Шрёдингеру заниматься самым интересным – личной жизнью. Его привычки постоянно были поводом для обсуждения и даже осуждения. В 1936 году физику даже пришлось покинуть Оксфорд, так как коллеги и руководство не одобряли поведения Эрвина и его жены Аннемари. Супруги состояли в свободных отношениях, открыто изменяя друг другу. Аннемари переспала чуть ли не со всеми друзьями Эрвина, сам он предпочитал молоденьких девушек, несколько из них даже родили ученому детей.
А где же кот?
Вечный скептик, Эрвин Шрёдингер не раз критиковал многие положения квантовой теории, один из постулатов который гласит: пока над квантовой системой не производится наблюдение, она находится в состоянии суперпозиции, то есть сразу в двух или более взаимоисключающих состояниях. Грубо говоря, квант (неделимая порция какой-либо величины; например, в случае света это фотон) является одновременно частицей и волной, «квадратным» и «круглым», «синим» и «красным». Это - принцип неопределенности, прямо вытекающий из теории квантового дуализма, то есть двойственности.
В одном из писем своему другу Альберту Эйнштейну Шрёдингер довел принцип неопределенности до абсурда. Смотрите, сказал он, мы помещаем в закрывающуюся коробку кота и простой механизм, содержащий емкость с ядовитой синильной кислотой и радиоактивное вещество. Вероятность того, что один атом последнего распадется за час, составляет 50%. Если это происходит – падает специальный молоточек, емкость разбивается и кот погибает: испарения синильной кислоты вызывают мгновенную смерть у небольших млекопитающих.
Согласно принципу неопределенности, в этот час, пока мы не наблюдаем за происходящим, кот находится в суперпозиции – он одновременно и жив, и мертв. Но как только мы вмешиваемся в процесс, то есть смотрим на кота или на датчик радиоактивности, животное переходит в одно из двух конкретных состояний: оно или живо, или нет.
Позже американец Юджин Вигнер усилил степень абсурда. Позвольте, сказал он, а если за стенами лаборатории находится друг испытателя, который не знает о том, какую картину увидел ученый, открыв коробку? Кот вышел из суперпозиции для своего мучителя, но не для его друга. Только когда последний узнает результат эксперимента, несчастный кот станет живым или мертвым. Более того, в мире есть миллиарды людей. И окончательно сказать, жив кот Шрёдингера или мертв, можно будет только когда все существа во Вселенной узнают об исходе эксперимента, а это весьма долгий процесс.Надо сказать, что воображаемый кот страдал напрасно: остроумная аргументация Шрёдингера и его сторонников так и не смогла поколебать принципов квантового дуализма. Так что все мы все в каком-то смысле ни живы, ни мертвы – пока может найтись хоть одно живое существо, которое не наблюдает за нами в данный момент.рудольф шредингер
Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер — австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике. Член ряда академий наук мира, в том числе иностранный член Академии наук СССР.
Шрёдингеру принадлежит ряд фундаментальных результатов в области квантовой теории, которые легли в основу волновой механики: он сформулировал волновые уравнения, стационарное и зависящее от времени уравнения Шрёдингера, показал тождественность развитого им формализма и матричной механики, разработал волновомеханическую теорию возмущений, получил решения ряда конкретных задач. Шрёдингер предложил оригинальную трактовку физического смысла волновой функции; в последующие годы неоднократно подвергал критике общепринятую копенгагенскую интерпретацию квантовой механики, парадокс «кота Шрёдингера» и прочее. Кроме того, он является автором множества работ в различных областях физики: статистической механике и термодинамике, физике диэлектриков, теории цвета, электродинамике, общей теории относительности и космологии; он предпринял несколько попыток построения единой теории поля. В книге «Что такое жизнь?» Шрёдингер обратился к проблемам генетики, взглянув на феномен жизни с точки зрения физики. Он уделял большое внимание философским аспектам науки, античным и восточным философским концепциям, вопросам этики и религии.
Эрвин Шрёдингер был единственным ребёнком в обеспеченной и культурной венской семье. Его отец, Рудольф Шрёдингер, преуспевающий владелец фабрики по производству клеёнки и линолеума, отличался интересом к науке и длительное время занимал должность вице-президента Венского ботанико-зоологического общества. Мать Эрвина, Георгина Эмилия Бренда, была дочерью химика Александра Бауэра, лекции которого Рудольф Шрёдингер посещал во время учёбы в Императорско-королевской Венской высшей технической школе. Обстановка в семье и общение с высокообразованными родителями способствовали формированию разнообразных интересов юного Эрвина. До одиннадцати лет он получал домашнее образование, а в 1898 году поступил в престижную Академическую гимназию, где изучались в основном гуманитарные предметы. Учёба давалась Шрёдингеру легко, в каждом классе он становился лучшим учеником. Много времени посвящал чтению, изучению иностранных языков. Его бабушка по материнской линии была англичанкой, поэтому он с раннего детства овладел этим языком. Любил посещать театр; особенно ему нравились пьесы Франца Грильпарцера, которые ставились в Бургтеатре.
Блестяще сдав выпускные экзамены в школе, Эрвин поступил в Венский университет осенью 1906 года, где выбрал для изучения курсы математики и физики. Большое влияние на формирование Шрёдингера как учёного оказал Франц Экснер, читавший лекции по физике и придававший особое значение методологическим и философским вопросам науки. Интерес к теоретическим проблемам физики возник у Эрвина после знакомства с Фридрихом Хазенёрлем, преемником Людвига Больцмана на кафедре теоретической физики. Именно от Хазенёрля будущий учёный узнал об актуальных научных проблемах и трудностях, возникающих в классической физике при попытке их решить. За время обучения в университете Шрёдингер в совершенстве овладел математическими методами физики, однако его диссертационная работа была экспериментальной. Она была посвящена изучению влияния влажности воздуха на электрические свойства ряда изоляционных материалов и была выполнена под руководством Эгона Швейдлера в лаборатории Экснера. 20 мая 1910 года, после защиты диссертации и успешной сдачи устных экзаменов, Шрёдингеру была присуждена степень доктора философии.
В октябре 1911 года, после годичной службы в австрийской армии, Шрёдингер вернулся во Второй физический институт Венского университета в качестве ассистента Экснера. Он вёл занятия по физическому практикуму, а также участвовал в экспериментальных исследованиях, проводившихся в лаборатории Экснера. В 1913 году Шрёдингер подал ходатайство на получение звания приват-доцента, и, после прохождения соответствующих процедур, представление научной статьи, чтение «пробной лекции» и прочее, в начале 1914 года министерство утвердило его в этом звании - хабилитация. Первая мировая война на несколько лет отсрочила начало активной преподавательской деятельности Шрёдингера. Молодой физик был призван в армию и проходил службу в артиллерии на сравнительно спокойных участках австрийского Юго-Западного фронта: в Райбле, Комароме, затем в Просекко и в районе Триеста. В 1917 году он был назначен преподавателем метеорологии в офицерском училище в Винер-Нойштадте. Такой режим службы оставлял ему достаточно времени, чтобы читать специальную литературу и работать над научными проблемами.
В ноябре 1918 года Шрёдингер вернулся в Вену, и примерно в это время ему поступило предложение занять должность экстраординарного профессора теоретической физики в университете города Черновцы. Однако после распада Австро-Венгерской империи этот город оказался в другой стране, так что эта возможность была упущена. Тяжёлое экономическое положение страны, низкие зарплаты и банкротство семейного предприятия вынуждали его искать новое место работы, в том числе за рубежом. Подходящий случай представился осенью 1919 года, когда Макс Вин, возглавлявший Физический институт Йенского университета, пригласил Шрёдингера занять пост его ассистента и доцента кафедры теоретической физики. Австриец с радостью принял это предложение и в апреле 1920 года переехал в Йену, это случилось сразу после его свадьбы.
В Йене Шрёдингер задержался только на четыре месяца: вскоре он перебрался в Штутгарт на должность экстраординарного профессора местной Высшей технической школы. Немаловажным фактором в условиях растущей инфляции было значительное увеличение жалования. Впрочем, совсем скоро ещё лучшие условия и должность профессора теоретической физики начали предлагать и другие учреждения — университеты Бреслау, Киля, Гамбурга и Вены. Шрёдингер выбрал первый и всего через семестр покинул Штутгарт. В Бреслау учёный читал лекции на протяжении летнего семестра, а по его окончании вновь сменил место работы, возглавив престижную кафедру теоретической физики Цюрихского университета.
Шрёдингер перебрался в Цюрих летом 1921 года. Жизнь здесь была более устойчивой в материальном отношении, соседние горы предоставляли учёному, любившему альпинизм и лыжные походы, удобные возможности для отдыха, а общение с известными коллегами Петером Дебаем, Паулем Шеррером и Германом Вейлем, работавшими в соседнем Цюрихском политехникуме, создавало необходимую атмосферу для научного творчества. Время, проведённое в Цюрихе, было омрачено в 1921—1922 годах тяжёлой болезнью; Шрёдингеру был поставлен диагноз — туберкулёз лёгких, так что девять месяцев ему пришлось провести в курортном городке Ароза в Швейцарских Альпах. В творческом отношении цюрихские годы оказались наиболее плодотворными для Шрёдингера, написавшего здесь свои классические работы по волновой механике. Известно, что в преодолении математических затруднений большую помощь ему оказал Вейль.
Известность, которую принесли Шрёдингеру его новаторские работы, сделала его одним из основных кандидатов на престижный пост профессора теоретической физики Берлинского университета, освободившийся после ухода в отставку Макса Планка. После отказа Арнольда Зоммерфельда и преодоления сомнений, стоит ли покидать полюбившийся Цюрих, Шрёдингер принял это предложение и 1 октября 1927 года приступил к исполнению своих новых обязанностей. В Берлине австрийский физик нашёл друзей и единомышленников в лице Макса Планка, Альберта Эйнштейна, Макса фон Лауэ, разделявших его консервативные взгляды на квантовую механику и не признававших её копенгагенскую интерпретацию. В университете Шрёдингер читал лекции по различным разделам физики, вёл семинары, руководил физическим коллоквиумом, участвовал в проведении организационных мероприятий, однако в целом он стоял особняком, о чём свидетельствовало отсутствие учеников. Как отмечал Виктор Вайскопф, одно время работавший ассистентом Шрёдингера, последний «играл в университете роль аутсайдера».
Время, проведённое в Берлине, было охарактеризовано Шрёдингером как «прекрасные годы, когда я учил и учился». Это время подошло к концу в 1933 году, после прихода к власти Гитлера. Летом этого года уже немолодой учёный, не желавший более оставаться под властью нового режима, решил ещё раз сменить обстановку. Стоит отметить, что, несмотря на отрицательное отношение к нацизму, он никогда его открыто не выказывал и не желал вмешиваться в политику, а сохранить свою аполитичность в тогдашней Германии было практически невозможно. Сам Шрёдингер, объясняя причины своего отъезда, говорил: «Я терпеть не могу, когда меня донимают политикой». Британский физик Фредерик Линдеман, как раз в это время посетивший Германию, пригласил Шрёдингера в Оксфордский университет. Отправившись на летний отдых в Южный Тироль, учёный уже не вернулся в Берлин и в октябре 1933 года вместе с женой прибыл в Оксфорд. Вскоре после приезда он узнал, что ему присуждена Нобелевская премия по физике «за открытие новых плодотворных форм атомной теории». В автобиографии, написанной по этому случаю, Шрёдингер дал следующую оценку своему стилю мышления:
В моих научных работах, как и вообще в жизни, я никогда не придерживался какой-либо генеральной линии, не следовал руководящей программе, рассчитанной на длительные сроки. Хотя я очень плохо умею работать в коллективе, в том числе, к сожалению, и с учениками, тем не менее моя работа никогда не была совершенно самостоятельной, поскольку мой интерес к какому-либо вопросу всегда зависит от интереса, проявляемого к этому же вопросу другими. Я редко говорю первое слово, но часто второе, так как побудительным фактором для него обычно оказывается желание возразить или исправить…
В Оксфорде Шрёдингер стал членом колледжа Магдалины, не имея преподавательских обязанностей и, наряду с другими эмигрантами, получая финансирование от компании Imperial Chemical Industry. Однако ему так и не удалось освоиться в специфической обстановке одного из старейших университетов Англии. Одной из причин этого было отсутствие в Оксфорде, ориентированном в основном на преподавание традиционных гуманитарных и теологических дисциплин, всякого интереса к современной теоретической физике, что заставляло учёного чувствовать незаслуженность своего высокого положения и большого жалования, которое он порой называл своего рода милостыней. Другим аспектом дискомфорта, который испытывал Шрёдингер в Оксфордском университете, были особенности общественной жизни, полные условностей и формальностей, которые, по его признанию, сковывали его свободу. Ситуация осложнялась необычным характером его личной и семейной жизни, вызвавшей настоящий скандал в клерикальных кругах Оксфорда. В частности, Шрёдингер вступил в острый конфликт с профессором английского языка и литературы Клайвом Льюисом. Все эти проблемы, а также сворачивание в начале 1936 года программы финансирования учёных-эмигрантов вынудили Шрёдингера рассмотреть варианты продолжения карьеры вне Оксфорда. После посещения Эдинбурга, осенью 1936 года он принял предложение вернуться на родину и занять пост профессора теоретической физики в Грацском университете.
Пребывание Шрёдингера в Австрии не затянулось: уже в марте 1938 года состоялся аншлюс страны, в результате которого она вошла в состав нацистской Германии. По совету ректора университета учёный написал «письмо примирения» с новой властью, которое было опубликовано 30 марта в грацской газете Tagespost и вызвало негативную реакцию эмигрировавших коллег. Впрочем, эти меры не помогли: учёный был уволен со своей должности по причине политической неблагонадёжности; официальное уведомление было получено им в августе 1938 года. Понимая, что выезд из страны вскоре может оказаться невозможным, Шрёдингер поспешно покинул Австрию и направился в Рим. К этому времени у него установилась связь с премьер-министром Ирландии Имоном де Валера, математиком по образованию, задумавшим организовать в Дублине аналог Принстонского института высших исследований. Де Валера, находившийся тогда в Женеве в качестве президента Ассамблеи Лиги Наций, выхлопотал для Шрёдингера и его жены транзитную визу для проезда по Европе. Осенью 1938 года, после короткой остановки в Швейцарии, они прибыли в Оксфорд. Пока шла организация института в Дублине, учёный согласился занять временную позицию в бельгийском Генте, оплачиваемую из средств Фонда Франки. Здесь его и застало начало Второй мировой войны. Благодаря вмешательству де Валера Шрёдингер, считавшийся после аншлюса гражданином Германии, получил возможность проехать через Англию и 7 октября 1939 года прибыл в столицу Ирландии.
Законодательный акт об организации Дублинского института высших исследований был принят ирландским парламентом в июне 1940 года. Шрёдингер, который стал первым профессором одного из двух первоначальных отделений института — Отделения теоретической физики, был назначен также и первым директором этого учреждения. Появившиеся позже другие сотрудники института, среди которых были как уже известные учёные Вальтер Гайтлер, Лайош Яноши и Корнелий Ланцош, так и множество молодых физиков, имели возможность полностью сконцентрироваться на исследовательской работе. Шрёдингер организовал постоянный семинар, читал лекции в Дублинском университете, инициировал проведение при институте ежегодных летних школ, посещавшихся ведущими физиками Европы. В годы, проведённые в Ирландии, его основными научными интересами стали теория гравитации и вопросы, лежащие на стыке физики и биологии. Он работал в должности директора Отделения теоретической физики в 1940—1945 и с 1949 по 1956 год, когда принял решение вернуться на родину.
Хотя после окончания войны Шрёдингер неоднократно получал предложения переехать в Австрию или Германию, он отклонял эти приглашения, не желая покидать насиженное место. Только после подписания Австрийского государственного договора и вывода из страны войск союзников он дал согласие вернуться на родину. В начале 1956 года президент Австрии утвердил постановление о предоставлении учёному персональной должности профессора теоретической физики Венского университета. В апреле того же года Шрёдингер вернулся в Вену и торжественно вступил в должность, прочитав лекцию в присутствии ряда знаменитостей, в том числе президента республики. Он был благодарен австрийскому правительству, которое организовало его возвращение туда, где начиналась его карьера. Спустя два года часто болевший учёный окончательно покинул университет, уйдя в отставку. Последние годы жизни он провёл в основном в тирольской деревне Альпбах. Шрёдингер скончался в результате обострения туберкулёза в одной из венских больниц 4 января 1961 года и был похоронен в Альпбахе.
Рудольф Шрёдингер (нем. Rudolf Schrödinger[1] или нем. Rudolf Schroedinger[1], 27 января 1857 — 1919) — австрийский ботаник и предприниматель, отец Эрвина Шрёдингера (1887—1961).
Биография
Рудольф Шрёдингер родился в Вене 27 января 1857 года.
Рудольф был преуспевающим владельцем фабрики по производству клеёнки и линолеума. Он отличался интересом к науке и длительное время занимал должность вице-президента Венского ботанико-зоологического общества. Его жена, Георгина Эмилия Бренда, была дочерью химика Александра Бауэра, лекции которого Рудольф Шрёдингер посещал во время учёбы в Императорско-королевской Венской высшей технической школе (нем. k. k. Technischen Hochschule). У Рудольфа и Георгины был единственный ребёнок Эрвин Шрёдингер, который впоследствии получил Нобелевскую премию по физике в 1933 году. Обстановка в семье и общение с высокообразованными родителями способствовали формированию разнообразных интересов юного Эрвина. До одиннадцати лет он получал домашнее образование, а в 1898 году поступил в престижную Академическую гимназию (нем. Öffentliches Academisches Gymnasium).
Рудольф Шрёдингер умер в 1919 году[1].
Научная деятельность
Рудольф Шрёдингер специализировался на семенных растениях[1].
