Шрёдингер, Эрвин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Эрвин Шрёдингер

Бюст Эрвина Шрёдингера в Венском университете

Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер (нем. Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, 12 августа 1887, Вена — 4 января 1961, там же) — австрийский физик-теоретик; лауреат Нобелевской премии по физике (1933); профессор в Берлине, Оксфорде, Граце, Генте. С 1939 — директор основанного им Institute for advanced studies в Дублине; разработал квантовую механику и волновую теорию материи (см. Волновая механика).

Эрвин Шрёдингер родился в Вене в семье Рудольфа Шрёдингера и Георгины Эмили Бренды. В 1898 поступил в Академическую гимназию. С 1906 по 1910 учился в Венском университете, который к этому времени, благодаря И. Лошмидту, И. Стефану и Л. Больцману, стал видным центром теоретической и экспериментальной физики. После окончания классической гимназии учился в Венском университете (1906—1910), Именно там под влиянием крупных физиков, учеников Л. Больцмана — Ф. Газенорля и Франца Экснера, сформировалось научное мировоззрение Шредингера.

Наиболее интересной для Шредингера областью стала термодинамика в вероятностной интерпретации, развитой Больцманом. «Круг этих идей,- говорил Э. Шредингер в 1929 г.,- стал для меня как бы первой любовью в науке, ничто другое меня так не захватывало и, пожалуй, уже никогда не захватит».В качестве докторской диссертации Шредингер защищает экспериментальную работу по электрической проводимости на поверхности изоляторов во влажном воздухе, выполненную им в лаборатории Экснера.

После окончания университета Шредингер работает ассистентом Экснера, с 1914 г.- приват-доцентом. С 1910 г. появляются первые публикации Шредингера, посвященные диэлектрикам, кинетической теории магнетизма, атмосферному электричеству (премия Гайтингера), теории аномальной электрической дисперсии, интерференционным явлениям, теории эффекта Дебая и др.

За несколько недель до начала Первой мировой войны Шредингера призывают в армию. В отличие от Ф. Газенорля, погибшего на фронте, Шредингеру повезло — его отправляют в качестве артиллерийского офицера на относительно спокойный участок Юго-Западного фронта (район Триеста). Там ему удается даже оставаться в курсе развития физики, в частности, познакомиться со статьями А. Эйнштейна по общей теории относительности и в 1918 г. опубликовать две статьи по этой теме.

После войны осенью 1919 г. Шредингер принимает приглашение М. Вина прочитать курс лекций по электронной и квантовой теории в Йенском университете. В 1920—1921 гг. Шредингер-профессор Штутгартского и Бреславского университетов, в 1921 г. возглавляет кафедру теоретической физики в Цюрихском университете, которую до него занимали А. Эйнштейн, П. Дебай и М. фон Лауэ.

Мировую славу Шредингеру принесли его работы по квантовой теории 1926 г. «Что существует более выдающегося в теоретической физике, чем его первые шесть работ по волновой механике?» — говорил впоследствии Макс Борн. Идея Л. де Бройля об электронных волнах, укладывающихся на орбитах целое число раз, привела Шредингера к пониманию дискретных состояний как собственных колебаний. Проблема квантования, таким образом, сводилась к поиску собственных значений и собственных функций. Введя понятие функции, описывающей состояние микрообъекта, Шредингер получает знаменитое «волновое уравнение» материи — уравнение Шредингера, играющее в атомной физике такую же фундаментальную роль, как ньютоновские уравнения в классической механике и уравнения Максвелла в классической электродинамике. Зная функцию в один из моментов времени, можно, решив уравнение Шредингера, получить ее и для любого другого момента времени. Сама функция описывает лишь вероятностное распределение состояний микрочастицы. Вскоре после создания волновой механики Шредингер показал ее формальную эквивалентность квантовой механике Гейзенберга — Борна — Йордана. Однако в принципиальном вопросе — интерпретации квантовой теории — Шредингер разошелся с копенгагенской школой, которая отбрасывала устоявшиеся классические понятия. Воспоминания о дискуссиях со Шредингером, в процессе которых фактически формировалась новая физика, сохранил В. Гейзенберг в своей книге «Часть и целое» («Физика и философия. Часть и целое». М., 1989). Эти дискуссии способствовали более глубокому осмыслению квантовой теории, открытию Н. Бором и В. Гейзенбергом ее фундаментальных принципов. Шредингер же пришел к убеждению о неполноте квантовой теории и позднее воплотил суть копенгагенской интерпретации в парадоксальной форме «кота Шредингера», который одновременно является с определенной вероятностью и живым, и мертвым.

В 1933 г. вместе с П. А. М. Дираком Шредингер удостаивается Нобелевской премии «за открытие новых форм атомной теории». В 1927 г. Шредингера приглашают на кафедру Берлинского университета преемником Макса Планка. В 1928 г. он был избран иностранным членом-корреспондентом АН СССР, в 1934 г. — почетным членом. В 1933 г. с приходом фашизма Шредингер был вынужден эмигрировать в Оксфорд. После короткого преподавания на родине в Граце (1936—1938 гг.) он вновь эмигрирует. В 1939 г. по приглашению премьер-министра Ирландии И. де Валера Шредингер возглавляет специально созданный для него Институт высших исследований в Дублине. Шредингер работает в области теории гравитации, теории мезонов, термодинамики, нелинейной электродинамики Борна — Инфельда, делает попытки создания единой теории поля. Шредингер был не только крупнейшим физиком-теоретиком, но и неординарным мыслителем. Он знал шесть языков, читал в подлинниках античных и современных философов, интересовался искусством, писал стихи. В 1944 г. Шредингер публикует оригинальное исследование на стыке физики и биологии — «Что такое жизнь с точки зрения физики?». В 1948 г. он читает в Лондонском университетском колледже курс лекций по греческой философии, легший в основу его книги «Природа и греки» (Лондон, 1954 г.). Его волнует проблема взаимоотношений бытия и сознания («Дух и материя», Кембридж, 1958 г.), науки и общества (доклад в Прусской академии наук (Берлин) «Обусловлено ли естествознание окружающей средой?», 1932 г.; книга «Наука и гуманизм», Кембридж, 1952 г.), он обсуждает проблему причинности и законов природы (сборники: «Теория науки и человек», Нью-Йорк, 1957 г., «Что такое закон природы?», Мюнхен, 1962 г.). В 1949 г. выходит сборник его стихов.

Шредингер опубликовал около 100 статей на общенаучные и философские темы. Важнейшим для Шредингера вслед за Платоном является понятие Единого. В греческой, китайской, индийской философии — системе взглядов на природу в ее единстве он пытается «отыскать утерянные крупицы мудрости», которые помогли бы преодолеть кризис понятийного аппарата фундаментальных наук и раскол современного знания на множество отдельных дисциплин. В сущности, и в его сугубо научных исследованиях по единой теории поля воплощалось его стремление к единству физической картины мира. Исходным для его философского мировоззрения было четкое осознание того, что «ценность только в рамках своего культурного окружения, только при контакте со всеми теми, кто ныне, а также кто будет в будущем предан делу обогащения духовной культуры и знания». Поэтому обращение Шредингера к наследию древнеиндийской и античной философии оказывается для него необходимым при обсуждении вопроса о том, что такое «объективная реальность», сводима ли она к данным наблюдения и измерения или к совокупности интерсубъективных, общезначимых значений? Сдвиг, который произошел с квантовой механикой в понимании объективности и объективного описания, потребовал философского осмысления зависимости объективной действительности от способа наблюдения и описания. Шредингер оставил две рукописи, которые опубликованы под заголовком «Мое мировоззрение»: одна написана в 1925 г., другая — в I960 г. Над рукописью Шредингер продолжал работать. Журнал печатает в этом номере рукопись 1925 г., а в следующем номере — I960 г. Существенно то, что все создатели квантовой механики, в том числе и Э. Шредингер, наряду с естественнонаучными исследованиями вынуждены были размышлять над философскими проблемами, поставленными новой физикой, что новая естественнонаучная проблематика привела их к переосмыслению фундаментальных философских понятий, таких, как «реальность», «мир», «действительность», «сознание», «познающий субъект», «нравственный закон» и др. Э. Шредингер называл своих учителей в философии — М. Планк, Р. Авенариус, Э. Кассирер, немецкого историка философии Ф. Газенорля и Р. Земона — автора двухтомника «Мнема». Он высоко оценивает их критику наивного реализма, догматического материализма, не поднимающегося до обсуждения предельных философских понятий. Шредингера указывал на важность метафизики для физиков, о том, что после периода «агонии метафизики» он предвидит тот период, когда ученый вынужден будет выйти за пределы непосредственно воспринимаемого и перейти к обсуждению предельных метафизических проблем. И здесь антиметафизическая установка философов начала XX в. и программа «описательной физики» уже явно недостаточна и ничем не может помочь в осмыслении многих фундаментальных вопросов.