Erwin Schrödinger
gigatos | 13 února, 2022
Souhrn
Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger (12. srpna 1887 – 4. ledna 1961, Vídeň) byl rakouský teoretický fyzik a jeden z vynálezců kvantové mechaniky. nositel Nobelovy ceny za fyziku (1933). Člen Rakouské akademie věd (1956) a několika světových akademií věd, včetně zahraničního člena Akademie věd SSSR (1934).
Schrödinger dosáhl řady zásadních výsledků v kvantové teorii, které se staly základem vlnové mechaniky: formuloval vlnové rovnice (stacionární a časově závislou Schrödingerovu rovnici), ukázal totožnost jím vyvinutého formalismu a maticové mechaniky, rozvinul vlnově mechanickou teorii poruch, získal řešení některých specifických problémů. Schrödinger navrhl originální pojetí fyzikálního významu vlnové funkce; v pozdějších letech opakovaně kritizoval obecně přijímanou kodaňskou interpretaci kvantové mechaniky (Schrödingerův paradox kočky atd.). Je také autorem řady prací z různých oblastí fyziky: statistické mechaniky a termodynamiky, dielektrické fyziky, teorie barev, elektrodynamiky, obecné relativity a kosmologie; několikrát se pokusil o vytvoření jednotné teorie pole. V knize „Co je život?“ Schrödinger se zabýval problémy genetiky a nahlížel na fenomén života z pohledu fyziky. Velkou pozornost věnoval filozofickým aspektům vědy, antické a východní filozofii, etice a náboženství.
Přečtěte si také, bitvy – Bitva na Katalaunských polích
Vznik a vzdělávání (1887-1910)
Erwin Schrödinger byl jediným dítětem v bohaté a kulturní vídeňské rodině. Jeho otec Rudolf Schrödinger, prosperující majitel továrny na linoleum a olejové tkaniny, se zajímal o vědu a dlouho působil jako místopředseda Vídeňské botanické a zoologické společnosti. Erwinova matka Georgina Emilie Brenda byla dcerou chemika Alexandra Bauera, jehož přednášky Rudolf Schrödinger navštěvoval během studií na Císařské a Královské technické univerzitě ve Vídni. Rodinné prostředí a společnost vzdělaných rodičů přispěly k rozmanitým zájmům mladého Erwina. Do svých jedenácti let se vzdělával doma a v roce 1898 nastoupil na prestižní Öffentliches Academisches Gymnasium (Akademické gymnázium), kde studoval především humanitní obory. Schrödinger studoval dobře a v každé třídě byl nejlepším studentem. Hodně času věnoval četbě a studiu cizích jazyků. Jeho babička z matčiny strany byla Angličanka, takže si tento jazyk osvojil již v raném věku. Rád chodil do divadla, zvláště se mu líbily hry Franze Grilparzera, které se hrály v Burgtheateru.
Po úspěšném složení maturitní zkoušky se Erwin na podzim roku 1906 zapsal na Vídeňskou univerzitu, kde se rozhodl studovat matematiku a fyziku. Franz Exner měl zásadní vliv na formování Schrödingera jako vědce, přednášel fyziku a kladl důraz na metodologické a filozofické otázky vědy. O teoretické problémy fyziky se Erwin začal zajímat po setkání s Friedrichem Hasenörlem, nástupcem Ludwiga Boltzmanna na katedře teoretické fyziky. Právě od Hasenöhrla se budoucí vědec dozvěděl o aktuálních vědeckých problémech a obtížích klasické fyziky při jejich řešení. Během studia na univerzitě se Schrödinger zdokonalil v matematických metodách fyziky, ale jeho disertační práce byla experimentální. Byl věnován vlivu vzdušné vlhkosti na elektrické vlastnosti řady izolačních materiálů (sklo, ebonit a jantar) a probíhal pod vedením Egona Schweidlera v Exnerově laboratoři. Dne 20. května 1910 byl Schrödingerovi po obhajobě disertační práce a složení ústních zkoušek udělen titul doktora filozofie.
Přečtěte si také, zivotopisy – Peter Paul Rubens
Začátek akademické kariéry (1911-1921)
V říjnu 1911, po roční službě v rakouské armádě, se Schrödinger vrátil na Druhý fyzikální ústav Vídeňské univerzity jako Exnerův asistent. Vedl fyzikální seminář a podílel se také na experimentálním výzkumu prováděném v Exnerově laboratoři. V roce 1913 Schrödinger požádal o hodnost soukromého docenta a po absolvování všech příslušných procedur (předložení vědecké práce, přednesení „zkušební přednášky“ atd.) mu ministerstvo počátkem roku 1914 hodnost (habilitaci) schválilo. První světová válka zpozdila zahájení Schrödingerovy pedagogické činnosti o několik let. Mladý fyzik byl odveden do armády a sloužil u dělostřelectva na relativně klidných úsecích rakouské jihozápadní fronty: u Raiblu, Komáromu, poté u Proseka a v okolí Terstu. V roce 1917 byl jmenován učitelem meteorologie na důstojnické škole ve Wiener Neustadtu. Tento způsob služby mu ponechával dostatek času na četbu odborné literatury a práci na vědeckých problémech.
V listopadu 1918 se Schrödinger vrátil do Vídně a v té době mu bylo nabídnuto místo mimořádného profesora teoretické fyziky na univerzitě v Černivci. Po rozpadu Rakouska-Uherska se však toto město nacházelo v jiné zemi, takže tato příležitost byla ztracena. Těžká ekonomická situace v zemi, nízké mzdy a krach rodinného podniku ho přiměly hledat si nové zaměstnání, včetně práce v zahraničí. Vhodná příležitost se naskytla na podzim roku 1919, kdy Max Wien, který vedl Fyzikální ústav univerzity v Jeně, pozval Schrödingera, aby přijal místo jeho asistenta a mimořádného profesora teoretické fyziky. Rakušan nabídku s radostí přijal a v dubnu 1920 se přestěhoval do Jeny (hned po svatbě). Schrödinger v Jeně zůstal jen čtyři měsíce a brzy se přestěhoval do Stuttgartu jako čestný profesor na místní technické vysoké škole (dnes Stuttgartská univerzita). Významným faktorem v kontextu rostoucí inflace bylo výrazné zvýšení platů. Velmi brzy mu však jiné instituce – univerzity v Breslau, Kielu, Hamburku a Vídni – začaly nabízet ještě lepší podmínky a práci profesora teoretické fyziky. Schrödinger si vybral první možnost a opustil Stuttgart již po jednom semestru. V letním semestru přednášel v Breslau a na konci semestru opět změnil zaměstnání a převzal prestižní katedru teoretické fyziky na univerzitě v Curychu.
Přečtěte si také, zivotopisy – Ludvík XVI.
Z Curychu do Berlína (1921-1933)
V létě 1921 se Schrödinger přestěhoval do Curychu. Život zde byl finančně stabilnější, nedaleké hory poskytovaly vědci, který miloval horolezectví a lyžování, pohodlné možnosti relaxace a společnost slavných kolegů Petera Debyeho, Paula Scherrera a Hermanna Weila, kteří působili na nedaleké curyšské polytechnice, vytvářela potřebnou atmosféru pro vědeckou kreativitu. Jeho pobyt v Curychu byl v letech 1921-1922 poznamenán vážnou nemocí; Schroedingerovi byla diagnostikována plicní tuberkulóza a devět měsíců pobýval v lázeňském městě Arosa ve švýcarských Alpách. Z tvůrčího hlediska byla curyšská léta nejplodnější pro Schrödingera, který zde napsal své klasické práce o vlnové mechanice. Je známo, že Weil mu byl velkým pomocníkem při překonávání matematických obtíží.
Sláva, kterou Schrödingerovi přinesly jeho průkopnické práce, z něj učinila jednoho z hlavních kandidátů na prestižní místo profesora teoretické fyziky na Berlínské univerzitě, uvolněné po rezignaci Maxe Plancka. Po odmítnutí Arnolda Sommerfelda a po překonání pochybností, zda opustit svůj milovaný Curych, Schrödinger nabídku přijal a 1. října 1927 se ujal svých nových povinností. V Berlíně našel rakouský fyzik přátele a spolupracovníky v Maxi Planckovi, Albertu Einsteinovi a Maxi von Laueovi, kteří sdíleli jeho konzervativní názory na kvantovou mechaniku a neuznávali její kodaňskou interpretaci. Na univerzitě Schrödinger přednášel různé obory fyziky, vedl semináře, vedl fyzikální kolokvium, podílel se na organizaci akcí, ale celkově stál stranou, o čemž svědčí nedostatek studentů. Jak poznamenal Viktor Weisskopf, který svého času pracoval jako Schrödingerův asistent, ten „hrál na univerzitě roli outsidera“.
Přečtěte si také, zivotopisy – Effie Gray
Oxford-Graz-Gent (1933-1939)
Období strávené v Berlíně označil Schrödinger za „krásná léta, kdy jsem studoval a učil se“. Tato doba skončila v roce 1933 po nástupu Hitlera k moci. V létě téhož roku se vědec, který byl již ve středním věku a nechtěl nadále zůstat pod vládou nového režimu, rozhodl pro další změnu prostředí. Nutno podotknout, že navzdory svému negativnímu postoji k nacismu jej nikdy otevřeně nevyjádřil a nechtěl zasahovat do politiky, přičemž udržet jeho apolitičnost bylo v tehdejším Německu téměř nemožné. Sám Schroedinger při vysvětlování důvodů svého odchodu řekl: „Nesnesu, aby mě někdo obtěžoval politikou. Britský fyzik Frederick Lindeman (později lord Cherwell), který byl v té době na návštěvě Německa, pozval Schrödingera na Oxfordskou univerzitu. Po odjezdu na letní dovolenou do Jižního Tyrolska se vědec do Berlína nevrátil a v říjnu 1933 přijel s manželkou do Oxfordu. Brzy po příjezdu se dozvěděl, že mu byla udělena Nobelova cena za fyziku (společně s Paulem Dirakem) „za objev nových a plodných forem atomové teorie“. V autobiografii napsané při této příležitosti Schrödinger zhodnotil svůj styl myšlení takto:
Ve své vědecké práci, stejně jako v životě obecně, jsem se nikdy neřídil žádnou obecnou linií, ani jsem se dlouhodobě neřídil žádným směrodatným programem. Ačkoli jsem velmi špatný v týmové práci, a to bohužel i se studenty, přesto jsem nikdy nepracoval zcela samostatně, protože můj zájem o určitý předmět je vždy závislý na zájmu, který o něj projevují ostatní. Málokdy řeknu první slovo, ale často druhé, protože podnět k tomu obvykle vychází z touhy něco namítnout nebo opravit…
V Oxfordu se Schrödinger stal členem Magdalen College, neměl žádné pedagogické povinnosti a spolu s dalšími emigranty dostával finanční prostředky od Imperial Chemical Industry. Nikdy si však nedokázal zvyknout na specifické prostředí jedné z nejstarších univerzit v Anglii. Jedním z důvodů byl nezájem o moderní teoretickou fyziku v Oxfordu, který byl zaměřen především na výuku tradičních humanitních věd a teologie, což vědci dávalo pocítit nezaslouženě vysoké postavení a vysoký plat, který někdy nazýval jakousi almužnou. Dalším aspektem Schroedingerova nepohodlí v Oxfordu byly zvláštnosti společenského života, plného konvencí a formalit, které, jak sám přiznával, omezovaly jeho svobodu. K tomu se přidala neobvyklá povaha jeho soukromého a rodinného života, která v duchovních kruzích v Oxfordu vyvolala značný skandál. Schroedinger se dostal do ostrého konfliktu zejména s Clivem Lewisem, profesorem anglického jazyka a literatury. Všechny tyto problémy, stejně jako ukončení programu emigrantských stipendií na začátku roku 1936, vedly Schroedingera k tomu, aby zvážil možnosti pokračování kariéry mimo Oxford. Po návštěvě Edinburghu na podzim 1936 přijal nabídku vrátit se domů a nastoupit na místo profesora teoretické fyziky na univerzitě ve Štýrském Hradci.
Schrödingerův pobyt v Rakousku netrval dlouho: v březnu 1938 byla země připojena k nacistickému Německu. Na radu rektora univerzity napsal Schrödinger smířlivý dopis nové vládě, který byl 30. března zveřejněn ve štýrském deníku Tagespost a setkal se s negativní reakcí jeho emigrantských kolegů. Tato opatření však nepomohla: vědec byl z důvodu politické „nespolehlivosti“ propuštěn z funkce a v srpnu 1938 obdržel úřední oznámení. Schrödinger věděl, že odjezd ze země bude brzy nemožný, a proto narychlo odjel z Rakouska do Říma (fašistická Itálie byla v té době jedinou zemí, která nevyžadovala vízum). V té době navázal kontakt s irským premiérem Eamonem de Valerou, vystudovaným matematikem, který plánoval založit v Dublinu obdobu Princetonského institutu vyšších studií. De Valera, tehdejší předseda Shromáždění Společnosti národů v Ženevě, zajistil Schroedingerovi a jeho ženě tranzitní vízum na cestu po Evropě. Na podzim 1938, po krátké zastávce ve Švýcarsku, přijeli do Oxfordu. Během zakládání dublinského institutu vědec souhlasil s dočasným zaměstnáním v belgickém Gentu, které financovala nadace Fondation Francqui. Zde ho zastihlo vypuknutí druhé světové války. Díky zásahu de Valery mohl Schrödinger, který byl po anšlusu považován za německého (a tedy nepřátelského) občana, cestovat přes Anglii a 7. října 1939 dorazil do irského hlavního města.
Přečtěte si také, zivotopisy – Geoffrey Chaucer
Z Dublinu do Vídně (1939-1961)
Zákon o Dublinském institutu pro pokročilá studia schválil irský parlament v červnu 1940. Schrödinger, který se stal prvním profesorem jednoho ze dvou původních oddělení ústavu, Školy teoretické fyziky, byl také jmenován jejím prvním předsedou. Následný vznik dalších členů ústavu, mezi něž patřili známí vědci Walter Geitler, Lajos Janosz a Cornelius Lanzos, stejně jako mnoho mladých fyziků, umožnil věnovat se plně výzkumu. Schrödinger organizoval stálý seminář, přednášel na dublinské univerzitě a inicioval každoroční letní školy v ústavu, kterých se účastnili přední evropští fyzikové. Během svého působení v Irsku se věnoval především teorii gravitace a otázkám na pomezí fyziky a biologie. V letech 1940-1945 a 1949-1956, kdy se rozhodl vrátit domů, byl ředitelem katedry teoretické fyziky.
Přestože Schrödinger po válce dostal několik nabídek na přestěhování do Rakouska nebo Německa, odmítl je, protože se mu nechtělo opustit svou vlast. Teprve po podpisu rakouské státní smlouvy a stažení spojeneckých vojsk souhlasil s návratem do vlasti. Počátkem roku 1956 podepsal rakouský prezident dekret, kterým mu byla udělena profesura teoretické fyziky na Vídeňské univerzitě. V dubnu téhož roku se Schrödinger vrátil do Vídně, kde se slavnostně ujal své funkce a přednesl přednášku za přítomnosti řady významných osobností včetně prezidenta republiky. Byl vděčný rakouské vládě, která mu umožnila návrat do místa, kde jeho kariéra začala. O dva roky později tento často nemocný učenec nakonec univerzitu opustil a odešel do důchodu. Poslední léta svého života strávil převážně v tyrolské vesnici Alpbach. Schrödinger zemřel v důsledku zhoršení tuberkulózy ve vídeňské nemocnici 4. ledna 1961 a byl pohřben v Alpbachu.
Přečtěte si také, zivotopisy – Sylvia Plathová
Osobní život a koníčky
Od jara 1920 byl Schrödinger ženatý s Annemarie Bertelovou ze Salcburku, kterou poznal v létě 1913 v Seechamu při pokusech s atmosférickou elektřinou. Toto manželství vydrželo až do konce vědcova života, přestože se manželé pravidelně stýkali „bokem“. Mezi Annemariiny milence patřili manželovi kolegové Paul Ewald a Hermann Weil. Schroedinger měl zase četné známosti s mladými ženami, z nichž dvě byly ještě teenagerky (s jednou z nich strávil zimu 1925 v Arose na dovolené, během níž intenzivně pracoval na vytvoření vlnové mechaniky). Ačkoli Erwin a Annemarie neměli žádné děti, Schrödinger byl známý tím, že měl několik nemanželských dětí. Matka jednoho z nich, Hilde Marchová, manželka Arthura Marche, jednoho ze Schrödingerových rakouských přátel, se stala Schrödingerovou „druhou ženou“. Když v roce 1933 opustil Německo, podařilo se mu zajistit financování Oxfordu nejen pro sebe, ale i pro manžele Marchovy; na jaře 1934 se Hilde narodila dcera Ruth Georgine Marchová, kterou porodil Schrödinger. Následujícího roku se Marches vrátil do Innsbrucku. Takový liberální životní styl šokoval puritánské obyvatele Oxfordu, což byl jeden z důvodů, proč se Schroedingerovi v Oxfordu nelíbilo. Během jeho pobytu v Dublinu se mu narodily další dvě nemanželské děti. Od roku 1940 byla Annemarie pravidelně hospitalizována kvůli depresím.
Životopisci a současníci často upozorňovali na Schrödingerovu všestrannost zájmů, hluboké znalosti filozofie a historie. Mluvil šesti cizími jazyky (kromě „gymnaziální“ řečtiny a latiny také anglicky, francouzsky, španělsky a italsky), četl klasiky v originále a překládal je, psal poezii (sbírka vyšla v roce 1949) a rád se věnoval sochařství.
Přečtěte si také, zivotopisy – Albrecht Dürer
Rané a experimentální práce
Na počátku své vědecké kariéry se Schrödinger věnoval teoretickému a experimentálnímu výzkumu, který byl v souladu se zájmy jeho učitele Franze Exnera – elektrotechnice, atmosférické elektřině a radioaktivitě, studiu vlastností dielektrik. Současně se mladý vědec aktivně zabýval čistě teoretickými otázkami klasické mechaniky, teorií oscilací, teorií Brownova pohybu a matematickou statistikou. V roce 1912 napsal na žádost autorů „Příručky elektřiny a magnetismu“ (Handbuch der Elektrizität und des Magnetismus) významný přehledový článek o „dielektrikách“, který byl známkou uznání jeho práce ve vědeckém světě. V témže roce Schrödinger teoreticky odhadl pravděpodobnou výškovou distribuci radioaktivních látek, která je nutná k vysvětlení pozorované radioaktivity atmosféry, a v srpnu 1913 provedl v Seehamu odpovídající experimentální měření, která potvrdila některé závěry Victora Franze Hesse o nedostatečné hodnotě koncentrace rozpadových produktů k vysvětlení naměřené ionizace atmosféry. Za tuto práci získal Schrödinger v roce 1920 Haitingerovu cenu Rakouské akademie věd. Dalšími experimentálními výzkumy, které mladý vědec v roce 1914 provedl, bylo ověření vzorce pro kapilární tlak v bublinách plynu a studium vlastností měkkého beta záření, které vzniká dopadem gama paprsků na kovové povrchy. Tuto práci prováděl společně se svým přítelem, experimentátorem Karlem Wilhelmem Friedrichem Kohlrauschem. V roce 1919 provedl Schrödinger svůj poslední fyzikální experiment (zkoumání koherence paprsků vysílaných pod velkým úhlem vůči sobě) a následně se soustředil na teoretický výzkum.
Přečtěte si také, zivotopisy – Plótínos
Učení o barvách
Exnerova laboratoř věnovala zvláštní pozornost vědě o barvách a navázala na práci Thomase Junga, Jamese Clerka Maxwella a Hermanna Helmholtze v této oblasti. Schrödinger se zabýval teoretickou stránkou věci a významně přispěl k teorii barev. Výsledky své práce prezentoval v dlouhém článku publikovaném v Annalen der Physik v roce 1920. Za základ si vědec nevzal plochý barevný trojúhelník, ale trojrozměrný barevný prostor, jehož základními vektory jsou tři základní barvy. Čisté spektrální barvy se usazují na povrchu nějakého obrazce (barevného kužele), zatímco jeho objem je obsazen smíšenými barvami (například bílou). Každé konkrétní barvě odpovídá vektor poloměru v tomto barevném prostoru. Dalším krokem směrem k tzv. vyšší chromometrii bylo striktní definování některých kvantitativních charakteristik (např. jasu), aby bylo možné objektivně porovnat jejich relativní hodnoty pro různé barvy. Za tímto účelem Schrödinger v návaznosti na Helmholtzovu myšlenku zavedl do trojrozměrného barevného prostoru zákony Riemannovy geometrie, takže nejkratší vzdálenost mezi dvěma danými body tohoto prostoru (na geodetické přímce) měla sloužit jako kvantitativní hodnota rozdílu dvou barev. Dále nabídl konkrétní metriku barevného prostoru, která umožnila vypočítat jas barev v souladu s Weberovým-Fechnerovým zákonem.
V následujících letech věnoval Schrödinger několik článků fyziologickým vlastnostem vidění (zejména barvě hvězd pozorovaných v noci) a napsal také rozsáhlý přehled o zrakovém vnímání pro další vydání populární Müller-Pouilletovy učebnice fyziky (Müller-Pouillet Lehrbuch der Physik). V dalším článku se zabýval vývojem barevného vidění a snažil se dát do souvislosti citlivost oka na světlo různých vlnových délek se spektrálním složením slunečního záření. Domníval se však, že barevně necitlivé tyčinky (sítnicové receptory zodpovědné za noční vidění) se v evoluci vyvinuly mnohem dříve (možná u dávných tvorů, kteří žili pod vodou) než čípky. Tyto evoluční změny lze podle něj vysledovat až ke struktuře oka. Díky své práci si Schrödinger v polovině 20. let získal pověst jednoho z předních odborníků na teorii barev, ale od té doby jeho pozornost zcela pohltila zcela jiná problematika a v následujících letech se k tomuto tématu již nevrátil.
Přečtěte si také, dejiny – Surrealismus
Statistická fyzika
Schrödinger, který vystudoval vídeňskou univerzitu, byl výrazně ovlivněn svým slavným krajanem Ludwigem Boltzmannem a jeho prací a metodami. Již v jedné ze svých prvních prací (1912) použil metody kinetické teorie k popisu diamagnetických vlastností kovů. Přestože tyto výsledky byly úspěšné jen v omezené míře a obecně nemohly být správné, pokud chyběla správná kvantová statistika elektronů, Schrödinger se brzy rozhodl použít Boltzmannův přístup na složitější problém – konstrukci kinetické teorie pevných látek a zejména popis krystalizace a tání. Vycházeje z nedávných výsledků Petera Debyeho, rakouský fyzik zobecnil stavovou rovnici pro kapaliny a interpretoval její parametr (kritickou teplotu) jako teplotu tání. Po objevu rentgenové difrakce v roce 1912 vyvstal problém teoretického popisu tohoto jevu, zejména vlivu tepelného pohybu atomů na strukturu pozorovaných interferenčních obrazců. V článku publikovaném v roce 1914 se Schrödinger (nezávisle na Debyeovi) zabýval tímto problémem v rámci Bornova a Von Karmanova modelu dynamické mřížky a získal teplotní závislost úhlového rozložení intenzity rentgenového záření. Tato závislost byla brzy potvrzena experimentálně. Tyto a další Schrödingerovy rané práce ho zajímaly i z hlediska atomistické struktury hmoty a dalšího rozvoje kinetické teorie, která by podle jeho názoru měla v budoucnu definitivně nahradit modely spojitých médií.
Během své válečné služby se Schrödinger zabýval problematikou termodynamických fluktuací a souvisejících jevů, přičemž zvláštní pozornost věnoval pracím Mariana Smoluchowského. Po válce se statistická fyzika stala hlavním tématem Schrödingerovy práce a v první polovině 20. let jí věnoval většinu svých prací. V roce 1921 například argumentoval rozdílem mezi izotopy téhož prvku z termodynamického hlediska (tzv. Gibbsův paradox), ačkoli z chemického hlediska mohou být prakticky nerozlišitelné. V řadě prací Schrödinger objasnil nebo upřesnil konkrétní výsledky, kterých dosáhli jeho kolegové v různých otázkách statistické fyziky (měrná tepelná kapacita pevných látek, tepelná rovnováha mezi světelnými a zvukovými vlnami atd.). V některých z těchto prací byly použity úvahy kvantové povahy, jako například v článku o měrné tepelné kapacitě molekulárního vodíku nebo v publikacích o kvantové teorii ideálního (degenerovaného) plynu. Tyto práce předcházely v létě 1924 práci Chateau Boseho a Alberta Einsteina, která položila základy nové kvantové statistiky (Boseho-Einsteinova statistika) a aplikovala ji na rozvoj kvantové teorie ideálního atomového plynu. Schrödinger se zapojil do studia detailů této nové teorie a v jejím světle diskutoval otázku určení entropie plynu. Na podzim roku 1925 odvodil na základě nové definice entropie Maxe Plancka výrazy pro kvantované energetické hladiny plynu jako celku, nikoli jeho jednotlivých molekul. Práce na tomto tématu, komunikace s Planckem a Einsteinem a seznámení s novou myšlenkou Louise de Broglieho o vlnových vlastnostech hmoty byly předpokladem pro další výzkum, který vedl k vytvoření vlnové mechaniky. V bezprostředně předcházejícím článku „K Einsteinově teorii plynu“ Schrödinger ukázal význam de Broglieho konceptu pro pochopení Boseho-Einsteinovy statistiky.
V pozdějších letech se Schrödinger ve svých pracích pravidelně vracel ke statistické mechanice a termodynamice. V dublinském období svého života napsal několik prací o základech teorie pravděpodobnosti, Booleově algebře a o použití statistických metod při analýze údajů z detektorů kosmického záření. V knize Statistická termodynamika (1946), kterou napsal na základě kurzu přednášek, se podrobně zabýval některými základními problémy, jimž se v běžných učebnicích často nevěnovala dostatečná pozornost (obtíže při určování entropie, Boseho kondenzace a degenerace, energie nulového bodu v krystalech a elektromagnetickém záření atd.). Schrödinger věnoval několik článků povaze druhého principu termodynamiky, tedy vratnosti fyzikálních zákonů v čase, jejíž směr spojoval s nárůstem entropie (ve svých filozofických spisech poukazoval na to, že smysl času je možná dán samotným faktem existence lidského vědomí).
Přečtěte si také, zivotopisy – Filippo Brunelleschi
Kvantová mechanika
Již na počátku své vědecké kariéry se Schrödinger seznámil s myšlenkami kvantové teorie, které rozvíjeli Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Arnold Sommerfeld a další vědci. Toto seznámení mu usnadnila práce na některých problémech statistické fyziky, ale rakouský vědec tehdy ještě nebyl připraven rozloučit se s tradičními metodami klasické fyziky. Přestože Schrödinger uznával úspěch kvantové teorie, jeho postoj k ní byl nejednoznačný a snažil se novým přístupům se všemi jejich nejistotami co nejvíce vyhnout. Mnohem později, po vzniku kvantové mechaniky, řekl, když na tuto dobu vzpomínal:
Starý vídeňský Institut Ludwiga Boltzmanna … mi dal příležitost proniknout do myšlenek tohoto mocného ducha. Okruh těchto myšlenek se stal mou první vědeckou láskou; nic jiného mě tak nezaujalo a pravděpodobně už nikdy nezaujme. K moderní teorii atomu jsem přistupoval velmi pomalu. Její vnitřní rozpory znějí ve srovnání s čistou, neúprosně jasnou konzistencí Boltzmannova myšlení jako pronikavé disonance. Byly doby, kdy jsem byl na pokraji útěku, ale pod dohledem Exnera a Kohlrausche jsem našel spásu v učení o barvách.
První Schrödingerovy publikace o atomové a spektrální teorii se objevily až počátkem 20. let 20. století, po jeho osobním seznámení s Arnoldem Sommerfeldem a Wolfgangem Paulim a po jeho přesunu za prací do Německa, které bylo centrem vývoje nové fyziky. V lednu 1921 Schrödinger dokončil svůj první článek na toto téma, v němž se v rámci Bohrovy a Sommerfeldovy teorie zabýval vlivem elektronové interakce na některé vlastnosti spekter alkalických kovů. Zvláště zajímavé pro něj bylo zavedení relativistických úvah do kvantové teorie. Na podzim roku 1922 analyzoval dráhy elektronů v atomu z geometrického hlediska pomocí metod slavného matematika Hermanna Weyla. Tato práce, v níž se ukázalo, že kvantové orbity lze porovnávat s určitými geometrickými vlastnostmi, byla důležitým krokem, který předjímal některé rysy vlnové mechaniky. Již dříve ve stejném roce získal Schrödinger vzorec pro relativistický Dopplerův jev pro spektrální čáry, založený na hypotéze světelných kvant a úvahách o zachování energie a hybnosti. O platnosti těchto úvah v mikrosvětě však měl velké pochybnosti. Byla mu blízká představa jeho učitele Exnera o statistické povaze zákonů zachování, a proto na jaře 1924 nadšeně přijal článek Bohra, Kramerse a Slatera, který naznačoval možnost porušení těchto zákonů v jednotlivých atomových procesech (například v procesech emise záření). Přestože experimenty Hanse Geigera a Waltera Botheho brzy ukázaly neslučitelnost tohoto předpokladu se zkušeností, myšlenka energie jako statistického pojmu Schrödingera po celý život přitahovala a zabýval se jí v několika zprávách a publikacích.
Bezprostředním podnětem k zahájení vývoje vlnové mechaniky bylo Schrödingerovo seznámení s disertační prací Louise de Broglieho, která počátkem listopadu 1925 obsahovala myšlenku vlnových vlastností hmoty, a s Einsteinovým článkem o kvantové teorii plynů, který citoval práci francouzského vědce. Úspěch Schrödingerovy práce v této oblasti byl dán jeho zvládnutím vhodného matematického aparátu, zejména metod řešení problémů vlastních čísel. Schrödinger se pokusil zobecnit de Broglieho vlny na případ interagujících částic, přičemž stejně jako francouzský vědec zohlednil relativistické efekty. Po nějaké době se mu podařilo reprezentovat energetické hladiny jako vlastní čísla operátoru. Kontrola nejjednoduššího atomu, atomu vodíku, však přinesla zklamání: výsledky výpočtu se neshodovaly s experimentálními údaji. Důvodem bylo, že Schrödinger ve skutečnosti obdržel relativistickou rovnici, dnes známou jako Klein-Gordonova rovnice, která platí pouze pro částice s nulovým spinem (spin v té době ještě nebyl znám). Po tomto neúspěchu vědec tuto práci opustil a vrátil se k ní až po nějaké době, když zjistil, že jeho přístup dává uspokojivé výsledky v nerelativistickém přiblížení.
V první polovině roku 1926 obdržela redakce časopisu Annalen der Physik čtyři části Schrödingerova slavného článku „Kvantování jako problém vlastních čísel“. V první části (kterou redakční rada obdržela 27. ledna 1926), vycházeje z Hamiltonovy opticko-mechanické analogie, autor odvodil vlnovou rovnici, dnes známou jako časově nezávislá (stacionární) Schrödingerova rovnice, a aplikoval ji na hledání diskrétních energetických hladin atomu vodíku. Za hlavní výhodu svého přístupu vědec považoval, že „kvantová pravidla již neobsahují záhadný „požadavek integrovatelnosti“: ten je nyní vysledovatelný takříkajíc o krok hlouběji a nachází opodstatnění v ohraničenosti a jednoznačnosti prostorové funkce“. Tato funkce, později nazvaná vlnová funkce, byla formálně zavedena jako veličina logaritmicky vztažená k působení systému. Ve druhém sdělení (doručeném 23. února 1926) se Schrödinger věnoval obecným myšlenkám, na nichž je založena jeho metodologie. Rozvinul opto-mechanickou analogii, zobecnil vlnovou rovnici a dospěl k závěru, že rychlost částice je rovna grupové rychlosti vlnového paketu. Podle vědce je v obecném případě „nutné zobrazit rozmanitost možných procesů na základě vlnové rovnice, nikoliv na základě základních rovnic mechaniky, které jsou pro vysvětlení podstaty mikrostruktury mechanického pohybu stejně nevhodné jako geometrická optika pro vysvětlení difrakce. Nakonec Schrödinger použil svou teorii k řešení některých konkrétních problémů, zejména problému harmonického oscilátoru, a získal řešení shodné s výsledky Heisenbergovy maticové mechaniky.
V úvodu třetí části článku (došlého 10. května 1926) se poprvé objevil termín „vlnová mechanika“ (Wellenmechanik), který odkazoval na přístup vyvinutý Schrödingerem. Tento rakouský vědec zobecnil metodu, kterou vyvinul lord Rayleigh v teorii akustických oscilací, a vyvinul způsob, jak v rámci své teorie získat přibližná řešení složitých problémů, známý jako teorie časově závislých poruch. Tuto metodu použil k popisu Starkova jevu pro atom vodíku a dosáhl dobré shody s experimentálními daty. Ve svém čtvrtém sdělení (doručeném 21. června 1926) formuloval rovnici později nazvanou nestacionární (časová) Schrödingerova rovnice a použil ji k rozvoji teorie časově závislých poruch. Jako příklad uvedl problém disperze a diskutoval související otázky, zejména v případě časově periodického rušivého potenciálu odvodil existenci Ramanových frekvencí v sekundárním záření. Ve stejném článku bylo představeno relativistické zobecnění základní rovnice teorie, kterou v rané fázi práce odvodil Schrödinger (Kleinova-Gordonova rovnice).
Schrödingerova práce ihned po svém vzniku přitáhla pozornost předních světových fyziků a vědci jako Einstein, Planck a Sommerfeld ji přivítali s nadšením. Zdálo se překvapivé, že popis pomocí spojitých diferenciálních rovnic dává stejné výsledky jako maticová mechanika s jejím neobvyklým a složitým algebraickým formalismem a spoléháním na diskrétnost spektrálních čar známých ze zkušenosti. Mnoha vědcům se zdála vhodnější vlnová mechanika, která je svým duchem blízká klasické mechanice kontinua. Zejména Schrödinger sám byl kritický k maticové teorii Heisenberga: „Samozřejmě jsem věděl o jeho teorii, ale byl jsem odrazen, ne-li odpuzován, zdá velmi obtížné metody transcendentální algebry a nedostatek jasnosti. Přesto byl Schrödinger přesvědčen o formální rovnocennosti formalismů vlnové a maticové mechaniky. Důkaz této ekvivalence podal v článku „On the relation of Heisenberg-Borne-Jordan quantum mechanics to mine“, který obdržela redakce Annalen der Physik 18. března 1926. Ukázal, že jakoukoli rovnici vlnové mechaniky lze znázornit v maticovém tvaru a naopak, že z daných matic lze přejít na vlnové funkce. Spojení mezi oběma formami kvantové mechaniky nezávisle na sobě vytvořili Carl Eckart a Wolfgang Pauli.
Význam Schrödingerovy vlnové mechaniky si vědecká komunita okamžitě uvědomila a v prvních měsících po vydání základních prací se na různých univerzitách v Evropě a Americe začaly rozvíjet aktivity zaměřené na studium a aplikaci nové teorie na různé soukromé problémy. Schrödingerovy projevy na zasedání Německé fyzikální společnosti v Berlíně a Mnichově v létě 1926 a rozsáhlé turné po Americe, které podnikl v prosinci 1926 až dubnu 1927, pomohly propagovat myšlenky vlnové mechaniky. Během této cesty přednesl 57 přednášek v různých vědeckých institucích v USA.
Brzy po vydání Schrödingerových zásadních prací se pohodlný a ucelený formalismus, který v nich byl nastíněn, začal hojně využívat k řešení nejrůznějších problémů kvantové teorie. Samotný formalismus však v té době ještě nebyl dostatečně jasný. Jednou z hlavních otázek, které si Schrödinger ve své zásadní práci položil, byla otázka, co v atomu vibruje, tedy problém významu a vlastností vlnové funkce. V první části svého článku ji považoval za reálnou, jednohodnotovou a všude dvakrát diferencovatelnou funkci, v poslední části však připouští možnost komplexních hodnot. Čtverec modulu této funkce tedy považoval za míru rozložení hustoty elektrického náboje v konfiguračním prostoru. Vědec se domníval, že nyní lze částice reprezentovat jako vlnové balíčky, které se správně skládají ze souboru vlastních funkcí, a lze tedy zcela opustit korpuskulární reprezentace. Nemožnost takového vysvětlení se ukázala velmi brzy: v obecném případě se vlnové pakety nevyhnutelně rozmazávají, což je v rozporu s evidentně korpuskulárním chováním částic při experimentech s rozptylem elektronů. Řešení tohoto problému přinesl Max Born, který navrhl pravděpodobnostní interpretaci vlnové funkce.
Pro Schrödingera byla tato statistická interpretace, která byla v rozporu s jeho představami o reálných kvantově mechanických vlnách, zcela nepřijatelná, protože ponechávala v platnosti kvantové skoky a další prvky nespojitosti, kterých se chtěl zbavit. Vědcův odmítavý postoj k nové interpretaci jeho výsledků se nejzřetelněji projevil v diskusi s Nielsem Bohrem, která proběhla v říjnu 1926 během návštěvy Schrödingera v Kodani. Werner Heisenberg, svědek těchto událostí, později napsal:
Diskuse mezi Bohrem a Schrödingerem začala již na kodaňském nádraží a pokračovala denně od časného rána až do pozdní noci. Schrödinger zůstal v Bohrově domě, takže čistě vnějšími okolnostmi nemohlo dojít k přerušení diskuse… Po několika dnech Schrödinger onemocněl, pravděpodobně v důsledku extrémní námahy; horečka a nachlazení ho donutily ulehnout do postele. Frau Bohr ho ošetřovala, nosila mu čaj a sladkosti, ale Niels Bohr seděl na kraji postele a prosil Schrödingera: „Ještě musíte pochopit, že…“… Skutečného porozumění tedy nebylo možné dosáhnout, protože ani jedna strana nemohla nabídnout úplný a ucelený výklad kvantové mechaniky.
Taková interpretace, která vycházela z Bornova pravděpodobnostního zpracování vlnové funkce, Heisenbergova principu neurčitosti a Bohrova principu adicionality, byla formulována v roce 1927 a stala se známou jako kodaňská interpretace. Schrödinger se s tím však nedokázal smířit a až do konce života hájil potřebu vizuálního znázornění vlnové mechaniky. Při návštěvě Kodaně však poznamenal, že přes všechny vědecké rozdíly „byl vztah s Bohrem a zejména s Heisenbergem … naprosto, bezvýhradně přátelský a srdečný“.
Po dokončení formalismu vlnové mechaniky jej Schrödinger dokázal využít k získání řady důležitých soukromých výsledků. Koncem roku 1926 již použil svou metodu k vizuálnímu popisu Comptonova jevu a pokusil se také spojit kvantovou mechaniku a elektrodynamiku. Vycházeje z Kleinovy-Gordonovy rovnice, získal Schrödinger výraz pro tenzor energie a hybnosti a odpovídající zákon zachování pro kombinované hmotné a elektromagnetické vlny. Tyto výsledky se však stejně jako původní rovnice ukázaly jako nepoužitelné pro elektron, protože neumožňovaly zohlednit jeho spin (to později udělal Paul Dirac, který odvodil svou slavnou rovnici). Teprve o mnoho let později se ukázalo, že výsledky získané Schrödingerem platí i pro částice s nulovým spinem, jako jsou mezony. V roce 1930 získal zobecněné vyjádření Heisenbergovy relace neurčitosti pro libovolnou dvojici fyzikálních veličin (pozorovatelných veličin). V témže roce poprvé integroval Diracovu rovnici pro volný elektron a dospěl k závěru, že jeho pohyb je popsán součtem přímočarého rovnoměrného pohybu a vysokofrekvenčního chvějivého pohybu (Zitterbewegung) s malou amplitudou. Tento jev se vysvětluje interferencí kladné a záporné energetické části vlnového paketu odpovídajícího elektronu. V letech 1940-1941 Schrödinger v rámci vlnové mechaniky (tj. Schrödingerova zobrazení) podrobně rozpracoval faktorizační metodu pro řešení problémů s vlastními čísly. Podstatou tohoto přístupu je reprezentovat hamiltonián systému jako součin dvou operátorů.
Schrödinger se od konce 20. let 20. století mnohokrát vracel ke kritice různých aspektů kodaňské interpretace a diskutoval o těchto problémech s Einsteinem, s nímž byli v té době kolegy na berlínské univerzitě. Jejich komunikace na toto téma pokračovala i v pozdějších letech formou korespondence, která se zintenzivnila v roce 1935 po slavném článku Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) o neúplnosti kvantové mechaniky. V dopise Einsteinovi (19. srpna 1935) a v článku zaslaném 12. srpna do časopisu Naturwissenschaften představil první mentální experiment, který se stal známým jako paradox Schrödingerovy kočky. Podstata paradoxu podle Schrödingera spočívala v tom, že neurčitost na atomární úrovni může vést k neurčitosti na makroskopické úrovni („směs“ živé a mrtvé kočky). To nesplňuje požadavek určitosti stavů makroobjektů nezávisle na jejich pozorování a v důsledku toho „nám brání přijmout tímto naivním způsobem “rozmazaný model“ [tj. standardní interpretaci kvantové mechaniky] jako obraz reality“. Einstein považoval tento mentální experiment za důkaz toho, že vlnová funkce má význam spíše při popisu statistického souboru systémů než jednoho mikrosystému. Schrödinger s tím nesouhlasil, protože viděl, že vlnová funkce má přímý vztah ke skutečnosti, a nikoli k jejímu statistickému popisu. Ve stejném článku analyzoval další aspekty kvantové teorie (např. problém měření) a dospěl k závěru, že kvantová mechanika „je stále jen pohodlný trik, který však získal… nesmírně velký vliv na naše základní názory na přírodu“. Další úvahy o EPR paradoxu přivedly Schrödingera k obtížnému problému kvantového provázání. Podařilo se mu dokázat obecnou matematickou větu, že po rozdělení systému na části není jejich celková vlnová funkce prostým součinem funkcí jednotlivých podsystémů. Podle Schrödingera je toto chování kvantových systémů zásadním nedostatkem teorie a důvodem k jejímu zdokonalení. Ačkoli Einsteinovy a Schrödingerovy argumenty nemohly otřást pozicí zastánců standardní interpretace kvantové mechaniky, reprezentované především Bohrem a Heisenbergem, podnítily objasnění některých jejích zásadně důležitých aspektů a dokonce vedly k diskusi o filozofickém problému fyzikální reality.
V roce 1927 Schrödinger navrhl tzv. rezonanční koncepci kvantových interakcí, založenou na hypotéze kontinuální výměny energie mezi kvantovými systémy s blízkými vlastními frekvencemi. Tato myšlenka však přes všechny naděje autora nemohla nahradit koncept stacionárních stavů a kvantových přechodů. V roce 1952 se v článku „Existují kvantové skoky?“ vrátil ke konceptu rezonance a kritizoval pravděpodobnostní interpretaci. V podrobné odpovědi na poznámky obsažené v tomto článku dospěl Max Born k následujícímu závěru
…Rád bych řekl, že Schrödingerovu vlnovou mechaniku považuji za jeden z nejpozoruhodnějších úspěchů v dějinách teoretické fyziky… Jsem dalek toho, abych tvrdil, že dnes známá interpretace je dokonalá a definitivní. Vítám Schrödingerův útok na spokojenou lhostejnost mnoha fyziků, kteří přijímají moderní výklad jen proto, že funguje, aniž by se starali o správnost zdůvodnění. Nemyslím si však, že Schrödingerův článek pozitivně přispěl k řešení filozofických problémů.
Přečtěte si také, zivotopisy – Dan Flavin
Elektromagnetismus a obecná relativita
Schrödinger se s Einsteinovou prací o obecné teorii relativity (GR) seznámil v Itálii na břehu Terstského zálivu, kde byla během první světové války umístěna jeho vojenská jednotka. Podrobně popsal matematický formalismus (tenzorový kalkul) a fyzikální význam nové teorie a v roce 1918 publikoval dva malé články s vlastními výsledky, zejména se účastnil diskusí o energii gravitačního pole v rámci GR. K obecným relativistickým tématům se vědec vrátil až na počátku 30. let 20. století, kdy se pokusil uvažovat o chování vln hmoty v zakřiveném časoprostoru. Nejplodnějším obdobím Schrödingerova studia gravitace bylo jeho působení v Dublinu. Získal zejména řadu konkrétních výsledků v de Sitterově kosmologickém modelu, včetně odkazu na procesy produkce hmoty v takovém modelu rozpínajícího se vesmíru. V 50. letech 20. století napsal dvě knihy o GR a kosmologii: Spacetime Structure (1950) a The Expanding Universe (1956).
Dalším těžištěm Schrödingerovy práce byl pokus o vytvoření jednotné teorie pole spojením teorie gravitace a elektrodynamiky. Této činnosti bezprostředně předcházelo studium nelineárního zobecnění Maxwellových rovnic, které rakouský vědec zahájil v roce 1935. Cílem tohoto zobecnění, které poprvé provedl Gustav Mie (1912) a později Max Born a Leopold Infeld (1934), bylo omezit velikost elektromagnetického pole na malé vzdálenosti, což mělo zajistit konečnou hodnotu vlastní energie nabitých částic. Elektrický náboj je v tomto přístupu považován za vnitřní vlastnost elektromagnetického pole. Od roku 1943 Schrödinger pokračoval v pokusech Weyla, Einsteina a Arthura Eddingtona odvodit jednotnou rovnici pole z principu nejmenší akce správnou volbou Lagrangeovy formy v rámci afinní geometrie. Schrödinger se stejně jako jeho předchůdci omezil na čistě klasickou úvahu a navrhl zavedení třetího pole, které mělo kompenzovat obtíže spojené s kombinací gravitace a elektromagnetismu, reprezentovanou formou Born – Infeld. Toto třetí pole spojil s jadernými silami, za jejichž nositele tehdy považoval hypotetické mezony. Zejména zavedení třetího pole do teorie umožnilo zachovat její měřítkovou invarianci. V roce 1947 učinil Schrödinger další pokus o sjednocení elektromagnetického a gravitačního pole tím, že zvolil nový tvar Lagrangeova pole a odvodil nové rovnice pole. Tyto rovnice obsahovaly souvislost mezi elektromagnetismem a gravitací, o níž se vědec domníval, že by mohla být příčinou vzniku magnetických polí rotujících těles, jako je Slunce nebo Země. Problém však spočíval v tom, že rovnice neumožňovaly návrat k čistě elektromagnetickému poli, když byla gravitace „vypnuta“. Navzdory velkému úsilí nebyly četné problémy, s nimiž se teorie potýkala, nikdy vyřešeny. Schrödingerovi se stejně jako Einsteinovi nepodařilo vytvořit jednotnou teorii pole geometrizací klasických polí a v polovině 50. let se této činnosti vzdal. Podle Otto Hittmaira, jednoho ze Schrödingerových dublinských spolupracovníků, „velké naděje vystřídalo v tomto období života velkého vědce jasné zklamání“.
Přečtěte si také, bitvy – Coco Chanel
„Co je to život?“
Vytvoření kvantové mechaniky poskytlo chemii solidní teoretický základ, na němž bylo založeno moderní vysvětlení podstaty chemické vazby. Rozvoj chemie měl zase zásadní vliv na vznik molekulární biologie. Slavný vědec Linus Pauling v této souvislosti napsal:
Podle mého názoru lze říci, že Schrödinger je díky formulaci své vlnové rovnice zodpovědný především za moderní biologii.
Schrödingerovým bezprostředním přínosem pro biologii je jeho kniha Co je život? (1944), která vychází z přednášek na Trinity College v Dublinu v únoru 1943. Tyto přednášky a kniha byly inspirovány článkem Nikolaje Timofejeva-Ressovského, Karla Zimmera a Maxe Delbrücka, který vyšel v roce 1935 a který Schrödingerovi předal Paul Ewald na začátku 40. let. Tato práce byla věnována studiu genetických mutací, které vznikají pod vlivem rentgenového a gama záření a pro jejichž vysvětlení autoři vytvořili teorii terčů. Přestože v té době ještě nebyla známa podstata dědičných genů, pohled na problém mutageneze z hlediska atomové fyziky umožnil určit některé obecné zákonitosti tohoto procesu. Timofejev-Zimmer-Delbrückova práce byla základem Schrödingerovy knihy, která vzbudila širokou pozornost mladých fyziků. Někteří z nich (např. Maurice Wilkins) se pod jejím vlivem rozhodli věnovat molekulární biologii.
Prvních několik kapitol knihy „Co je život?“ je věnováno přehledu informací o mechanismech dědičnosti a mutací, včetně myšlenek Timofejeva, Zimmera a Delbrücka. Poslední dvě kapitoly obsahují Schrödingerovy vlastní úvahy o podstatě života. V jedné z nich autor zavedl pojem záporné entropie (pravděpodobně se vrací k Boltzmannovi), kterou musí živé organismy získávat z vnějšího světa, aby kompenzovaly nárůst entropie vedoucí k termodynamické rovnováze, a tedy ke smrti. To je podle Schrödingera jeden z hlavních rozdílů mezi životem a neživou přírodou. Podle Paulinga pojem negativní entropie, který Schrödinger formuloval bez náležité důslednosti a jasnosti, nepřináší k pochopení fenoménu života prakticky nic. Francis Simon krátce po vydání knihy upozornil, že volná energie musí hrát v organismech mnohem větší roli než entropie. V pozdějších vydáních Schrödinger tuto poznámku zohlednil a upozornil na význam volné energie, ale diskusi o entropii v této, slovy nositele Nobelovy ceny Maxe Perutze, „zavádějící kapitole“ ponechal beze změny.
V poslední kapitole se Schrödinger vrátil ke své myšlence, která se prolíná celou knihou, že mechanismus fungování živých organismů (jejich přesná reprodukovatelnost) je v rozporu se zákony statistické termodynamiky (náhodnost na molekulární úrovni). Podle Schrödingera objevy genetiky naznačují, že není místo pro pravděpodobnostní zákony, které se musí řídit chováním jednotlivých molekul; studium živé hmoty tak může vést k novým neklasickým (ale deterministickým) přírodním zákonům. Při řešení tohoto problému se Schrödinger obrátil ke své slavné hypotéze genu jako aperiodického jednorozměrného krystalu, která se vracela k Delbrückovým pracím (ten psal o polymerech). Možná je to právě molekulární aperiodický krystal, v němž je zapsán „program života“, který se vyhýbá potížím spojeným s tepelným pohybem a statistickou neuspořádaností. Jak však ukázal další vývoj molekulární biologie, stávající fyzikální a chemické zákony byly pro rozvoj této oblasti poznání dostačující: potíže, kterými argumentoval Schrödinger, řeší princip komplementarity a enzymatická katalýza, která umožňuje produkci velkého množství určité látky. Max Perutz uznává roli knihy „Co je život?“ v popularizaci myšlenek genetiky, ale zároveň dochází k závěru.
…Podrobné zkoumání jeho knihy a související literatury mi ukázalo, že to, co bylo v jeho knize správné, nebylo původní, a o mnohém z toho, co bylo původní, se v době napsání knihy nevědělo, že je správné. Kniha navíc ignoruje některá zásadní zjištění, která byla publikována před jejím vydáním.
V roce 1960 Schrödinger vzpomínal na dobu po skončení první světové války:
Chtěl jsem učit teoretickou fyziku a vzít si za vzor vynikající přednášky svého oblíbeného učitele Fritze Hasenörla, který zemřel ve válce. Zbytek jsem měl v úmyslu studovat filozofii. V té době jsem se hlouběji ponořil do děl Spinozy, Schopenhauera, Richarda Zemona a Richarda Avenaria. Byl jsem nucen zůstat u teoretické fyziky a k mému překvapení z ní občas něco vzešlo.
Teprve po příjezdu do Dublinu se mohl dostatečně věnovat filozofickým otázkám. Z jeho pera vzešla řada prací nejen o filozofických problémech vědy, ale i obecně filozofických – Science and Humanism (1952), Nature and the Greeks (1954), Mind and Matter (1958) a My World View, esej, kterou dokončil krátce před svou smrtí. Schrödinger věnoval zvláštní pozornost antické filozofii, která ho přitahovala svou jednotou a významem, který mohla sehrát při řešení problémů moderny. V této souvislosti napsal:
Při seriózním pokusu o návrat do intelektuálního prostředí antických myslitelů, kteří měli mnohem menší znalosti o skutečném chování přírody, ale také často mnohem méně předsudků, můžeme od nich získat zpět svobodu myšlení, i kdyby snad jen proto, abychom ji s našimi lepšími znalostmi faktů využili k nápravě jejich dřívějších omylů, které nás mohou stále stavět na hlavu.
Schrödinger se ve svých spisech, čerpajících také z dědictví indické a čínské filozofie, snažil o jednotný pohled na vědu a náboženství, lidskou společnost a etické problémy; problém jednoty představoval jeden z hlavních motivů jeho filozofické práce. V pracích, které lze zařadit do filosofie vědy, poukázal na úzkou souvislost mezi vědou a vývojem společnosti a kultury obecně, diskutoval problémy teorie poznání, účastnil se diskuse o problému kauzality a modifikaci tohoto pojmu ve světle nové fyziky. Diskusi a analýze konkrétních aspektů Schrödingerových filozofických názorů na různé otázky byla věnována řada knih a sborníků článků. Ačkoli ho Karl Popper označil za idealistu, Schrödinger ve svých spisech důsledně hájil možnost objektivního zkoumání přírody:
V odborné literatuře je rozšířen názor, že objektivní obraz světa, jak byl dříve chápán, není vůbec možné získat. Jen optimisté mezi námi (mezi něž se řadím i já) se domnívají, že jde o filozofickou exaltovanost, která je projevem zbabělosti tváří v tvář krizi.
Přečtěte si také, zivotopisy – Tintoretto
Některá díla v ruském překladu
Zdroje
