Шрёдингер, Эрвин

gigatos | 31 октября, 2022

Суммури

Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шредингер (12 августа 1887 — 4 января 1961), иногда пишущийся как Эрвин Шредингер или Эрвин Шредингер, был австрийско-ирландским физиком, лауреатом Нобелевской премии, который разработал ряд фундаментальных результатов в квантовой теории: уравнение Шредингера дает способ вычисления волновой функции системы и ее динамического изменения во времени.

Кроме того, он написал множество работ по различным аспектам физики: статистической механике и термодинамике, физике диэлектриков, теории цвета, электродинамике, общей теории относительности и космологии, а также предпринял несколько попыток построить единую теорию поля. В своей книге «Что такое жизнь? Шредингер обратился к проблемам генетики, рассматривая феномен жизни с точки зрения физики. Большое внимание он уделял философским аспектам науки, древним и восточным философским концепциям, этике и религии. Он также писал по философии и теоретической биологии. В популярной культуре он наиболее известен своим мысленным экспериментом «Кот Шредингера». Личная жизнь Шредингера создавала ему некоторые проблемы, поскольку он жил и с женой, и с любовницей. В своем дневнике он также описывал сексуальные связи с другими женщинами и свое «пристрастие к девочкам-подросткам».

Большую часть своей жизни Шредингер провел как ученый, занимая должности в различных университетах, и вместе с Полем Дираком получил Нобелевскую премию по физике в 1933 году за свою работу по квантовой механике, в том же году он покинул Германию из-за своей оппозиции нацизму. В личной жизни он жил и с женой, и с любовницей, что могло привести к проблемам, из-за которых он был вынужден оставить свою должность в Оксфорде. Впоследствии, до 1938 года, он занимал должность в Граце, Австрия, до захвата власти нацистами, когда он бежал, наконец, найдя долгосрочное соглашение в Дублине, где он оставался до выхода на пенсию в 1955 году. Он умер в Вене от туберкулеза в возрасте 73 лет.

Читайте также, история — Война четверного альянса

Ранние годы

Шредингер родился в Эрдберге, Вена, Австрия, 12 августа 1887 года в семье Рудольфа Шредингера (производитель хлопка, ботаник) и Джорджины Эмилии Бренды Шредингер (урожденной Бауэр) (дочери Александра Бауэра, профессора химии в Венском университете). Он был их единственным ребенком.

Его мать была наполовину австрийского, наполовину английского происхождения; его отец был католиком, а мать — лютеранкой. Хотя он рос в религиозной семье как лютеранин, сам он был атеистом. Однако у него были сильные интересы к восточным религиям и пантеизму, и он использовал религиозный символизм в своих работах. Он также считал, что его научная работа — это приближение к Божественному, хотя и в интеллектуальном смысле.

Он также смог изучать английский язык вне школы, поскольку его бабушка по материнской линии была англичанкой. С 1906 по 1910 год (год получения докторской степени) Шредингер учился в Венском университете у физиков Франца С. Экснера (1849-1926) и Фридриха Хазенерля (1874-1915). Он получил докторскую степень в Вене под руководством Хазенерля. Он также проводил экспериментальную работу с Карлом Вильгельмом Фридрихом «Фрицем» Кольраушем. В 1911 году Шредингер стал ассистентом Экснера.

Читайте также, история — Итальянские войны

Средние годы

В 1914 году Шредингер получил хабилитацию (venia legendi). В 1914-1918 годах он участвовал в военных действиях в качестве офицера австрийской крепостной артиллерии (Гориция, Дуино, Систиана, Просекко, Вена). В 1920 году он стал ассистентом Макса Вина в Йене, а в сентябре 1920 года получил должность ао. Профессор (ausserordentlicher Professor), что примерно соответствует должности ридера (Великобритания) или доцента (США), в Штутгарте. В 1921 году он стал о. проф. (ординарным профессором, т.е. полным профессором) в Бреслау (ныне Вроцлав, Польша).

В 1921 году он перешел в Цюрихский университет. В 1927 году он стал преемником Макса Планка в Берлинском университете имени Фридриха Вильгельма. В 1933 году Шредингер решил покинуть Германию, поскольку категорически не одобрял антисемитизм нацистов. Он стал стипендиатом колледжа Магдален в Оксфордском университете. Вскоре после этого он получил Нобелевскую премию вместе с Полем Дираком. Его положение в Оксфорде было не очень удачным; его нетрадиционные бытовые условия, когда он жил в одной комнате с двумя женщинами, не были приняты. В 1934 году Шредингер читал лекции в Принстонском университете; ему предложили постоянную должность, но он ее не принял. Опять же, его желание поселиться дома с женой и любовницей, возможно, создало проблему. У него была перспектива получить должность в Эдинбургском университете, но возникли задержки с визой, и в итоге в 1936 году он занял должность в университете Граца в Австрии. Он также принял предложение занять должность заведующего кафедрой на физическом факультете Аллахабадского университета в Индии.

В разгар этой работы в 1935 году, после длительной переписки с Альбертом Эйнштейном, он предложил то, что сейчас называется мысленным экспериментом «Кот Шредингера».

Читайте также, биографии — Перон, Хуан Доминго

Поздние годы

В 1938 году, после аншлюса, у Шредингера возникли проблемы в Граце из-за его бегства из Германии в 1933 году и его известной оппозиции нацизму. Он опубликовал заявление об отказе от этой оппозиции (позже он пожалел об этом и объяснил причину Эйнштейну). Однако это не полностью успокоило новую власть, и Университет Граца уволил его с должности за политическую неблагонадежность. Он подвергся преследованиям и получил указание не покидать страну. Однако он и его жена бежали в Италию. Оттуда он работал в Оксфорде и Гентском университете.

В том же году он получил личное приглашение от ирландского таоисиха Имона де Валера, который сам был математиком, поселиться в Ирландии и согласиться помочь в создании Института перспективных исследований в Дублине. Он переехал на Кинкора Роуд, Клонтарф, Дублин, и жил скромно. На его доме в Клонтарфе и по адресу его работы на Меррион-сквер была установлена мемориальная доска. В 1940 году он стал директором Школы теоретической физики и оставался им в течение 17 лет. В 1948 году он стал натурализованным гражданином Ирландии, но при этом сохранил австрийское гражданство. Он написал еще около 50 публикаций на различные темы, включая его исследования в области единой теории поля.

В 1944 году он написал книгу «Что такое жизнь?», в которой содержится обсуждение негэнтропии и концепция сложной молекулы с генетическим кодом живых организмов. Согласно мемуарам Джеймса Д. Уотсона «ДНК — секрет жизни», книга Шредингера вдохновила Уотсона на исследование гена, что привело к открытию структуры двойной спирали ДНК в 1953 году. Аналогичным образом, Фрэнсис Крик в своей автобиографической книге «Что за безумная погоня» описал, как на него повлияли рассуждения Шредингера о том, как генетическая информация может храниться в молекулах.

Шредингер оставался в Дублине до выхода на пенсию в 1955 году.

Рукопись «Фрагмент из неопубликованного диалога Галилея» этого времени недавно всплыла в школе-интернате Королевского госпиталя в Дублине после того, как она была написана для школьного издания «Голубого плаща» 1955 года в честь его отъезда из Дублина, чтобы занять должность кафедры физики в Венском университете.

В 1956 году он вернулся в Вену (кафедра ad personam). На важной лекции во время Всемирной энергетической конференции он отказался выступать по ядерной энергии из-за своего скептического отношения к ней и вместо этого прочитал философскую лекцию. В этот период Шредингер отказался от принятого в квантовой механике определения дуализма волны и частицы и продвигал одну только волновую идею, что вызвало много споров.

Читайте также, битвы — Хаям Вурук

Личная жизнь

6 апреля 1920 года Шредингер женился на Аннемари (Анни) Бертель. Шредингер страдал от туберкулеза и несколько раз в 1920-х годах останавливался в санатории в Арозе. Именно там он сформулировал свое волновое уравнение. Шредингер вел нетрадиционную личную жизнь. Когда он переехал в Ирландию в 1938 году, он получил визы для себя, своей жены и еще одной женщины, госпожи Хильды Марч. Марч была женой австрийского коллеги, и в 1934 году Шредингер родил от нее дочь. Шредингер написал лично таоисеаху, Имону де Валера, чтобы получить визу для миссис Марч. В октябре 1939 года супружеская чета поселилась в Дублине.

4 января 1961 года Шредингер умер от туберкулеза в возрасте 73 лет в Вене. Он оставил вдову Анни и был похоронен в Альпбахе, Австрия, на католическом кладбище. Хотя он не был католиком, священник, отвечавший за кладбище, разрешил захоронение, узнав, что Шредингер был членом Папской академии наук. Его жена, Анни (родилась 3 декабря 1896 года), умерла 3 октября 1965 года. Один из внуков Шредингера, Терри Рудольф, пошел по его стопам как квантовый физик и преподает в Имперском колледже Лондона.

Читайте также, цивилизации — Империя Мин

Обвинения в сексуальном насилии

Шредингер вел записи о своих сексуальных связях, включая детей, над которыми он мог сексуально надругаться, в дневнике, который он назвал «Эфемериды», в котором он заявил о «пристрастии к девочкам-подросткам на том основании, что их невинность идеально подходит для его природного гения».

В возрасте 39 лет Шредингер занимался с 14-летней «Ити» Юнгер, и, согласно ирландской Daily Mail, он «предположительно Как пишет Джон Гриббин в своей биографии Шредингера в 2012 году, «помимо математики, уроки включали «изрядное количество ласк и объятий», и Шредингер вскоре убедил себя, что влюблен в Ити». Юнгер забеременела от Шредингера в 17 лет, и он в конце концов оставил ее и перешел к другим целям.

Карло Ровелли в своей книге «Гельголанд» отмечает, что Шредингер «всегда поддерживал несколько отношений одновременно — и не скрывал своего увлечения девочками-подростками». В Ирландии, пишет Ровелли, у него было по одному ребенку от двух студенток. Проводя исследование семейного древа, Бернард Биггар обнаружил сведения о том, что Шредингер ухаживал за своей матерью, Барбарой МакЭнти, когда ей было 12 лет. Очевидно, ее дядя, математик и священник Падрейг де Бран, посоветовал Шредингеру больше не добиваться ее, и Шредингер позже написал в своем дневнике, что она была одной из его «безответных любовей». МакЭнти умер в 1995 году, и эти рассказы появились посмертно.

Кейт Нолан, псевдоним, используемый выжившей семьей для защиты жертвы, также была оплодотворена Шредингером на фоне заявлений об отсутствии согласия. В биографии ученого, написанной Уолтером Муром, говорится, что отношение Шредингера к женщинам было «по сути своей мужским превосходством». Эту оценку подтверждает Хельге Краг в своей рецензии на биографию Мура: «Завоевание женщин, особенно очень молодых, было солью жизни для этого искреннего романтика и мужского шовиниста».

В статье в газете Irish Times от 2021 года модель серийного насилия Шредингера была названа «поведением, соответствующим профилю педофила в широко понимаемом смысле этого термина». В январе 2022 года физический факультет Тринити-колледжа в Дублине объявил, что рекомендует переименовать лекционный зал, который с 1990-х годов носил имя Шредингера, в свете его истории сексуального насилия, а также убрать фотографию ученого и рассмотреть вопрос о переименовании одноименного цикла лекций.

В начале своей жизни Шредингер экспериментировал в области электротехники, атмосферного электричества и атмосферной радиоактивности, но обычно он работал со своим бывшим учителем Францем Экснером. Он также изучал колебательную теорию, теорию броуновского движения и математическую статистику. В 1912 году по просьбе редакторов «Справочника по электричеству и магнетизму» Шредингер написал статью под названием «Диэлектризм». В том же году Шредингер дал теоретическую оценку вероятного распределения радиоактивных веществ по высоте, что необходимо для объяснения наблюдаемой радиоактивности атмосферы, а в августе 1913 года провел несколько экспериментов в Зеехаме, которые подтвердили его теоретическую оценку и оценку Виктора Франца Гесса. За эту работу Шредингер был удостоен в 1920 году премии Хайтингера (Haitinger-Preis) Австрийской академии наук. Другими экспериментальными исследованиями, проведенными молодым ученым в 1914 году, были проверка формул для капиллярного давления в пузырьках газа и изучение свойств мягкого бета-излучения, создаваемого гамма-лучами, ударяющими в поверхность металла. Последнюю работу он выполнял вместе со своим другом Фрицем Кольраушем. В 1919 году Шредингер провел свой последний физический эксперимент с когерентным светом и в дальнейшем сосредоточился на теоретических исследованиях.

Читайте также, биографии — Скрутон, Роджер

Квантовая механика

В первые годы своей карьеры Шредингер познакомился с идеями старой квантовой теории, развитыми в работах Макса Планка, Альберта Эйнштейна, Нильса Бора, Арнольда Зоммерфельда и других. Эти знания помогли ему в работе над некоторыми проблемами теоретической физики, но австрийский ученый в то время еще не был готов расстаться с традиционными методами классической физики.

Первые публикации Шредингера об атомной теории и теории спектров стали появляться только с начала 1920-х годов, после его личного знакомства с Зоммерфельдом и Вольфгангом Паули и переезда в Германию. В январе 1921 года Шредингер закончил свою первую статью на эту тему, о рамках эффекта Бора-Зоммерфельда взаимодействия электронов на некоторые особенности спектров щелочных металлов. Особый интерес для него представляло введение релятивистских соображений в квантовую теорию. Осенью 1922 года он проанализировал электронные орбиты в атоме с геометрической точки зрения, используя методы, разработанные математиком Германом Вейлем (1885-1955). Эта работа, в которой было показано, что квантовые орбиты связаны с определенными геометрическими свойствами, стала важным шагом в предсказании некоторых особенностей волновой механики. Ранее в том же году он создал уравнение Шредингера релятивистского эффекта Доплера для спектральных линий, основанное на гипотезе световых квантов и соображениях об энергии и импульсе. Ему понравилась идея его учителя Экснера о статистической природе законов сохранения, поэтому он с энтузиазмом воспринял статьи Бора, Крамерса и Слейтера, в которых высказывалось предположение о возможности нарушения этих законов в отдельных атомных процессах (например, в процессе испускания излучения). Хотя эксперименты Ганса Гейгера и Вальтера Боте вскоре поставили это под сомнение, идея энергии как статистической концепции привлекала Шредингера всю жизнь, и он обсуждал ее в некоторых докладах и публикациях.

В январе 1926 года Шредингер опубликовал в журнале Annalen der Physik статью «Quantisierung als Eigenwertproblem» (Квантование как проблема собственных значений) по волновой механике и представил то, что сейчас известно как уравнение Шредингера. В этой работе он дал «вывод» волнового уравнения для систем, не зависящих от времени, и показал, что оно дает правильные собственные значения энергии для водородоподобного атома. Эта работа получила всеобщее признание как одно из самых важных достижений двадцатого века и произвела революцию в большинстве областей квантовой механики, а также во всей физике и химии. Всего через четыре недели была представлена вторая работа, в которой были решены проблемы квантового гармонического осциллятора, жесткого ротора и диатомовой молекулы, а также получен новый вывод уравнения Шредингера. Третья работа, опубликованная в мае, показала эквивалентность его подхода с подходом Гейзенберга и дала трактовку эффекта Штарка. Четвертая работа из этой серии показала, как решать задачи, в которых система меняется со временем, как в задачах рассеяния. В этой работе он ввел комплексное решение волнового уравнения, чтобы предотвратить появление дифференциальных уравнений четвертого и шестого порядка. (Возможно, это был момент, когда квантовая механика перешла от вещественных к комплексным числам). Когда он ввел комплексные числа, чтобы понизить порядок дифференциальных уравнений, произошло нечто волшебное, и вся волновая механика оказалась у его ног. (В конце концов он понизил порядок до единицы.) Эти работы стали его главным достижением и сразу же были признаны физическим сообществом как имеющие огромное значение.

Шредингеру не совсем нравились последствия квантовой теории, он называл свою теорию «волновой механикой». Он писал о вероятностной интерпретации квантовой механики, говоря: «Мне она не нравится, и я сожалею, что когда-либо имел с ней дело». (Чтобы высмеять копенгагенскую интерпретацию квантовой механики, он придумал знаменитый мысленный эксперимент под названием «парадокс кота Шредингера»).

После работы над квантовой механикой Шредингер посвятил значительные усилия работе над единой теорией поля, которая объединила бы гравитацию, электромагнетизм и ядерные силы в рамках общей теории относительности, ведя длительную переписку с Альбертом Эйнштейном. В 1947 году он объявил о результате, «Аффинной теории поля», в докладе в Ирландской королевской академии, но это заявление было раскритиковано Эйнштейном как «предварительное» и не привело к желаемой единой теории. После провала своей попытки объединения Шредингер отказался от работы над объединением и обратился к другим темам.

Читайте также, история — Нормандская операция

Цвет

Шредингер проявлял большой интерес к психологии, в частности к восприятию цвета и колориметрии (нем.: Farbenmetrik). Он потратил довольно много лет своей жизни, работая над этими вопросами, и опубликовал ряд работ в этой области:

Его работы по психологии восприятия цвета следуют за работами Ньютона, Максвелла и фон Гельмгольца в той же области. Некоторые из этих работ были переведены на английский язык и могут быть найдены в: Sources of Colour Science, Ed. David L. MacAdam, MIT Press (1970) и в книге Erwin Schrödinger»s Color Theory, Translated with Modern Commentary, Ed. Keith K. Niall, Springer (2017). ISBN 978-3-319-64619-0 doi:10.1007

Читайте также, биографии — Пий VII

Интерес к философии

Шредингер глубоко интересовался философией, на него повлияли работы Артура Шопенгауэра и Баруха Спинозы. В своей лекции «Разум и материя» он сказал, что «мир, протяженный в пространстве и времени, — это всего лишь наше представление». Это повторение первых слов главной работы Шопенгауэра. Работы Шопенгауэра также познакомили его с индийской философией, а точнее с Упанишадами и интерпретацией Адвайта Веданты. Однажды он высказал своеобразную мысль: «Если мир действительно создан нашим актом наблюдения, то таких миров должны быть миллиарды, по одному на каждого из нас. Как получается, что ваш мир и мой мир одинаковы? Если что-то происходит в моем мире, происходит ли это и в твоем мире? Что заставляет все эти миры синхронизироваться друг с другом?».

«Очевидно, что существует только одна альтернатива, а именно объединение умов или сознаний. Их множественность только кажущаяся, на самом деле существует только один разум. Такова доктрина Упанишад».

В своих лекциях и работах Шредингер обсуждал такие темы, как сознание, проблема «разум-тело», восприятие чувств, свобода воли и объективная реальность.

Отношение Шредингера к отношениям между восточной и западной мыслью было благоразумным, он выражал признательность восточной философии, но в то же время признавал, что некоторые идеи не соответствуют эмпирическим подходам к натурфилософии. Несмотря на его осторожность, некоторые комментаторы предполагают, что Шредингер был настолько глубоко погружен в недуалистическое ведантистское мировоззрение, что оно могло послужить широкой основой или подсознательным вдохновением для большей части его работ, включая работы по теоретической физике. Шредингер выражал симпатию к идее tat tvam asi, заявляя, что «вы можете броситься на землю, распростершись на Матери-Земле, с уверенностью, что вы едины с ней, а она с вами».

Шредингер сказал: «Сознание не может быть объяснено в физических терминах. Ибо сознание абсолютно фундаментально. Оно не может быть объяснено в терминах чего-либо другого».

Философские вопросы, поднятые кошкой Шредингера, обсуждаются и сегодня и остаются его самым долговечным наследием в научно-популярной среде, а уравнение Шредингера является его самым долговечным наследием на более техническом уровне. Шредингер — один из нескольких людей, которых называют «отцом квантовой механики». В его честь назван большой кратер Шредингер на дальней стороне Луны. В 1993 году в Вене был создан Международный институт математической физики имени Эрвина Шредингера.

Портрет Шредингера был основным элементом дизайна 1000-шиллинговой банкноты Австрии 1983-97 годов, второго по величине номинала.

Его именем названо здание Лимерикского университета в Лимерике, Ирландия, а также «Центр Эрвина Шредингера» в Адлерсхофе в Берлине.

Шредингеру также посвящен лекционный зал в Тринити-колледже в Дублине. В январе 2022 года глава школы физики заявил, что будет рекомендовано отказаться от названия лектория Шредингера из-за «истории сексуального насилия Шредингера над женщинами и детьми».

126-летие со дня рождения Шредингера в 2013 году было отмечено дудлом Google.

Шредингер стал значительно более известным благодаря постоянному упоминанию кота Шредингера в «Теории большого взрыва».

Кот Шредингера назван в его честь, см. также: Список вещей, названных в честь Эрвина Шредингера.

Читайте также, биографии — Нзинга Мбемба

Источники

Источники

1. Erwin Schrödinger
2. Шрёдингер, Эрвин
3. 1 2 Архив по истории математики Мактьютор
4. ^ a b Moore 1992, p. 10.
5. ^ Erwin Schrödinger at the Mathematics Genealogy Project
6. ^ «Schrödinger». Random House Webster»s Unabridged Dictionary.
7. ^ a b Heitler, W. (1961). «Erwin Schrodinger. 1887–1961». Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 7: 221–226. doi:10.1098/rsbm.1961.0017. JSTOR 769408.
8. Moore 1994, pp. 289–290 Cita: «In one respect, however, he is not a romantic: he does not idealize the person of the beloved, his highest praise is to consider her his equal. »When you feel your own equal in the body of a beautiful woman, just as ready to forget the world for you as you for her – oh my good Lord – who can describe what happiness then. You can live it, now and again – you cannot speak of it.» Of course, he does speak of it, and almost always with religious imagery. Yet at this time he also wrote, »By the way, I never realized that to be nonbelieving, to be an atheist, was a thing to be proud of. It went without saying as it were.» And in another place at about this same time: »Our creed is indeed a queer creed. You others, Christians (and similar people), consider our ethics much inferior, indeed abominable. There is that little difference. We adhere to ours in practice, you don»t.»»
9. Errol C. Friedberg: The Writing Life of James D. Watson, s. 8–9. CSHL Press, 2005. ISBN 9780879697006.