Шрьодингер Ервин: интересни факти от живота, биография, открития, снимки, цитати. Котката на Шрьодингер. Как мисловен експеримент доведе до телепортация и квантова комуникация

Книгата „Избрани трудове по квантова механика“ съдържа основните трудове на Ервин Шрьотингер по квантова механика и свързани с нея въпроси.

Книгата е предназначена за физици - изследователи, докторанти, студенти, както и за химици, историци на науката и други специалисти, интересуващи се от проблеми на теоретичната физика.

Квантова котка на вселената

Тази книга се нарича философското завещание на Ервин Шрьодингер. Той излага мирогледа на естествен учен, оказал значително влияние върху развитието на съвременната физика.

Всичко е възможно, докато не се направи избор.

Представете си, че имате кутия с радиоактивно ядро ​​и контейнер с отровен газ. Има 50% шанс ядрото да се разпадне и да активира механизма, който отваря контейнера. Ако поставите котка в тази кутия и я затворите, ще възникне парадоксът на Шрьодингер. Според квантовата механика, ако не се прави наблюдение на ядрото, тогава неговото състояние се описва със смес от две състояния - разпаднало се и неразпаднало се ядро, следователно котката, която седи в кутията, е едновременно жива и мъртва.

За тези, които искат да знаят повече, за тези, които се осмеляват да открият какъв точно е парадоксът на теорията на Шрьодингер, за тези, които искат да знаят какво е животът от гледна точка на физиката, великият учен е написал своето последно и най-добро работа.

Лекции по физика

Книгата представя лекции на водещия физик Е. Шрьодингер по статистическа термодинамика и квантова механика, а също така включва Нобелова лекция.

Моето виждане за света

Тази книга се нарича философското завещание на Ервин Шрьодингер.

Той излага мирогледа на естествен учен, оказал значително влияние върху развитието на съвременната физика. Имаме работа с доста рядък случай, когато един от най-големите естествени учени се задълбочава във философски проблеми, които не са свързани със съвременното естествознание. Шрьодингер ясно показва, че в съвременната картина на света идеите и оценките, наследени от миналото, трябва да бъдат преразгледани и приведени в съответствие с новите данни. Той също така критикува ученията на западните мислители: Епикур, Спиноза, Шопенхауер, Хекел и Бертран Ръсел.

На вълната на Вселената. Квантови парадокси

Ервин Шрьодингер формулира известен мисловен експеримент, за да демонстрира абсурдността на физическата интерпретация на квантовата теория, застъпена от съвременници като Нилс Бор и Вернер Хайзенберг.

Котката на Шрьодингер, между живота и смъртта, очаква наблюдателя, който ще реши съдбата му. Този ярък образ незабавно се превърна в символ на квантовата механика, която противоречи на интуицията по същия начин, по който ситуацията в една котка, едновременно жива и мъртва, противоречи на разбирането.

Шрьодингер печели тази битка, но името му е завинаги записано със златни букви в историята на науката благодарение на вълновото уравнение – основният инструмент за описание на физическия свят в атомен мащаб.

Наука и хуманизъм

Авторът на книгата е един от създателите на квантовата механика и лауреат Нобелова наградапо физика 1933 г. – повдига въпроси за ролята на науката в човешкия живот, ценности научно познаниеи учителска етика; въпроси за връзката между разум и материя, форма и съдържание, разлики между идеите на съвременната физика и идеите на „предквантовата физика“.

Книгата е адресирана към широк кръг читатели, интересуващи се от глобални проблеми на науката и философията.

Природата и гърците

Авторът на книгата е един от създателите на квантовата механика, лауреат на Нобелова награда за физика, обръща внимание на необходимостта от изучаване на научната мисъл на древните гърци, която формира основата на съвременното научно познание и има целостта, която последните липсват.

Пространствено-времевата структура на Вселената

Книгата е превод на две известни книги - курсове от лекции на един от най-великите физици на 20-ти век Е. Шрьодингер (1887-1961) - „Структурата на пространство-времето” (1950) и „Разширяващи се вселени” ” (1956).

Преди това тези книги не са били превеждани на руски. Съдържа кратко описание на аксиоматичната конструкция на Риманова геометрия на четиримерното пространство-време. В допълнение към традиционния материал подробно се разглеждат: законите за запазване в общата теория на относителността, обобщенията на тази теория за случаи на асиметрична свързаност и метрика и др.

Представени са решенията на Де Ситер на космологичните уравнения на Айнщайн. Геометрията и физиката на вселените на de Sitter се третират с голяма благодат.

За научни работници, докторанти и студенти, специализиращи в областта на теоретичната физика и астрофизика.

Ум и материя

В тази книга водещият австрийски физик Е. Шрьодингер разглежда въпроси, които традиционно се считат за прерогатив на философи, теолози, психоаналитици и политици: дали умът и материята, субектът и обектът, вътрешното аз и външният свят са напълно различни неща или същото? какво място заема съзнанието в процеса на еволюцията на живота, какво стои в основата на морала, може ли все още да се очаква биологичното развитие на съвременния човек и как ще протече неговото интелектуално развитие.

Какво е животът от гледна точка на физиката?

Ервин Рудолф Йозеф Александър Шрьодингер е австрийски физик теоретик и носител на Нобелова награда по физика.

Един от разработчиците на квантовата механика и вълновата теория на материята. През 1945 г. Шрьодингер написва книгата „Какво е животът от гледна точка на физиката?“, която оказва значително влияние върху развитието на биофизиката и молекулярната биология.

Тази книга разглежда отблизо няколко критични проблема. Фундаменталният въпрос е: „Как физиката и химията могат да обяснят тези явления в пространството и времето, които се случват в живия организъм?“ Четенето на тази книга не само ще ви предостави обширен теоретичен материал, но и ще ви накара да се замислите какво всъщност представлява животът?

какво е животът

В тази малка, но информативна книга, която се основава на публични лекции на автора, известният австрийски физик Ервин Шрьодингер разглежда конкретни въпроси от приложението на физическите идеи в биологията. От позицията на теоретичната физика Шрьодингер разглежда общи проблеми на физическия подход към различни явления на живота, причините за макроскопичността, многоатомността на тялото, механизма на наследствеността и мутациите.

Шрьодингер притежава редица фундаментални резултати в областта на квантовата теория, които са в основата на вълновата механика: той формулира вълнови уравнения (стационарни и зависими от времето уравнения на Шрьодингер), показва идентичността на формализма, който развива, и матричната механика, развива вълната -теория на механичните смущения и получени решения на редица специфични проблеми. Шрьодингер предложи оригинална интерпретация на физическия смисъл на вълновата функция; през следващите години той многократно критикува общоприетата копенхагенска интерпретация на квантовата механика (парадокса на „котката на Шрьодингер“ и др.). Освен това той е автор на множество статии в различни области на физиката: статистическа механика и термодинамика, физика на диелектрика, теория на цветовете, електродинамика, обща теория на относителността и космология; той прави няколко опита да изгради единна теория на полето. В книгата "Какво е животът?" Шрьодингер се обърна към проблемите на генетиката, разглеждайки феномена на живота от гледна точка на физиката. Той отделя голямо внимание на философските аспекти на науката, древните и източни философски концепции, въпросите на етиката и религията.

Биография

Произход и образование (1887-1910)

Ервин Шрьодингер беше единственото дете в богато и културно виенско семейство. Баща му, Рудолф Шрьодингер, успешен собственик на фабрика за мушама и линолеум, се отличава с интереса си към науката и дълго времее бил заместник-председател на Виенското ботаническо-зоологическо дружество. Майката на Ървин, Джорджина Емилия Бренда, е дъщеря на химика Александър Бауер, чиито лекции посещава Рудолф Шрьодингер, докато учи в Императорско-кралското висше техническо училище във Виена (K. k. Technischen Hochschule). Семейната среда и общуването с високообразовани родители допринесоха за формирането на разнообразните интереси на младия Ервин. До единадесетгодишна възраст той се обучава у дома, а през 1898 г. постъпва в престижната Академична гимназия (немска), където изучава предимно хуманитарни предмети. Ученето беше лесно за Шрьодингер; във всеки клас той ставаше най-добрият ученик. Той посвещава много време на четене и изучаване на чужди езици. Баба му по майчина линия е англичанка, така че той усвоява езика от ранна детска възраст. Обичах да ходя на театър; Той особено харесва пиесите на Франц Грилпарцер, които се поставят в Бургтеатър.

Начало на научната кариера (1911-1921)

През октомври 1911 г., след една година служба в австрийската армия, Шрьодингер се завръща във Втория институт по физика на Виенския университет като асистент на Екснер. Той преподава семинари по физика и също така участва в експериментални изследвания, проведени в лабораторията на Exner. През 1913 г. Шрьодингер кандидатства за титлата частен доцент и след преминаване през съответните процедури (представяне на научна статия, изнасяне на „пробна лекция“ и т.н.), в началото на 1914 г. министерството го одобрява за тази титла (хабилитация ). Първата световна война забавя началото на активната преподавателска кариера на Шрьодингер с няколко години. Младият физик е призован в армията и служи в артилерията в сравнително спокойни райони на австрийския югозападен фронт: в Raible (), Komarom, след това в Prosecco и в района на Триест. През 1917 г. е назначен за учител по метеорология в офицерското училище във Винер Нойщат. Този начин на обслужване му оставя достатъчно време за четене на специализирана литература и работа по научни проблеми.

През ноември 1918 г. Шрьодингер се завръща във Виена и по това време получава предложение да заеме позицията на извънреден професор по теоретична физика в университета в Черновци. След разпадането на Австро-Унгарската империя обаче този град се оказа в друга държава, така че тази възможност беше пропусната. Трудното икономическо състояние на страната, ниските заплати и фалитът на семейния бизнес го принуждават да търси ново място на работа, включително в чужбина. Подходяща възможност се предоставя през есента на 1919 г., когато Макс Виен, ръководител на Физическия институт към университета в Йена, кани Шрьодингер да заеме поста на негов асистент и доцент в катедрата по теоретична физика. Австриецът с радост приема това предложение и се премества в Йена през април 1920 г. (това се случва веднага след сватбата му). Шрьодингер остава в Йена само четири месеца: скоро се премества в Щутгарт на позицията на извънреден професор в местното Висше техническо училище (сега Университет на Щутгарт). Важен фактор в контекста на нарастващата инфлация беше значителното увеличение на заплатите. Много скоро обаче други институции започват да предлагат още по-добри условия и позицията на професор по теоретична физика – университетите в Бреслау, Кил, Хамбург и Виена. Шрьодингер избира първото и напуска Щутгарт само един семестър по-късно. В Бреслау ученият изнася лекции през летния семестър, а в края му отново сменя мястото си на работа, оглавявайки престижната катедра по теоретична физика в Цюрихския университет.

Цюрих - Берлин (1921-1933)

Шрьодингер се премества в Цюрих през лятото на 1921 г. Животът тук беше по-стабилен материално, съседните планини предоставиха на учения, който обичаше алпинизма и ските, удобни възможности за отдих и комуникацията с известни колеги Питър Дебай, Пол Шерер и Херман Вайл, които работеха в съседната Цюрихска политехника, създаде необходимата атмосфераза научно творчество. Времето, прекарано в Цюрих, е помрачено през 1921-1922 г. от тежка болест; Шрьодингер беше диагностициран с белодробна туберкулоза, така че той трябваше да прекара девет месеца в курортния град Ароза в швейцарските Алпи. Творчески годините в Цюрих се оказват най-плодотворни за Шрьодингер, който тук написва своите класически трудове по вълнова механика. Известно е, че Вейл му оказва голяма помощ при преодоляването на математически трудности.

Славата, която му донесе пионерската работа на Шрьодингер, го направи един от водещите кандидати за престижния пост на професор по теоретична физика в Берлинския университет, освободен от оставката на Макс Планк. След отказа на Арнолд Зомерфелд и преодоляването на съмненията дали да напусне любимия Цюрих, Шрьодингер приема това предложение и на 1 октомври 1927 г. започва да изпълнява новите си задължения. В Берлин австрийският физик намира приятели и съмишленици в лицето на Макс Планк, Алберт Айнщайн, Макс фон Лауе, които споделят неговите консервативни възгледи за квантовата механика и не признават копенхагенската й интерпретация. В университета Шрьодингер изнася лекции по различни раздели на физиката, провежда семинари, води колоквиум по физика и участва в организационни събития, но като цяло той се откроява, както се вижда от отсъствието на студенти. Както отбелязва Виктор Вайскопф, който по едно време е работил като асистент на Шрьодингер, последният „изиграва ролята на аутсайдер в университета“.

Оксфорд - Грац - Гент (1933-1939)

Времето, прекарано в Берлин, е описано от Шрьодингер като „прекрасни години, в които преподавах и се учех“. Това време приключи през 1933 г., след като Хитлер дойде на власт. През лятото на тази година ученият вече на средна възраст, който не искаше повече да остава под властта на новия режим, реши да промени ситуацията за пореден път. Заслужава да се отбележи, че въпреки негативното си отношение към нацизма, той никога не го е изразявал открито и не е искал да се намесва в политиката и е почти невъзможно да запази аполитичността си в Германия по това време. Самият Шрьодингер, обяснявайки причините за напускането си, каза: „Не мога да понасям, когато хората ме досаждат за политиката“. Британският физик Фредерик Линдеман (по-късно лорд Черуел), който посещава Германия по това време, кани Шрьодингер в Оксфордския университет. Отивам на лятна ваканцияв Южен Тирол, ученият никога не се връща в Берлин и през октомври 1933 г. той и съпругата му пристигат в Оксфорд. Скоро след пристигането си той научава, че е удостоен с Нобелова награда по физика (споделена с Пол Дирак) „за откриването на нови и плодотворни форми на атомната теория“. В своята автобиография, написана по този повод, Шрьодингер дава следната оценка на стила си на мислене:

В Оксфорд Шрьодингер става стипендиант на колежа Магдалена, без преподавателски задължения и заедно с други емигранти получава финансиране от Имперската химическа индустрия. Той обаче така и не успя да свикне със специфичната среда на един от най-старите университети в Англия. Една от причините за това е липсата на какъвто и да било интерес към съвременната теоретична физика в Оксфорд, която е фокусирана главно върху преподаването на традиционни хуманитарни науки и теология, което кара учения да се чувства незаслужен от високия си пост и голямата заплата, която понякога наричаше вид от милостиня. Друг аспект на неудобството на Шрьодингер в Оксфордския университет е социалният живот, който е пълен с условности и формалности, за които той признава, че ограничават свободата му. Ситуацията се усложняваше от необичайния характер на неговия личен и семеен живот, което предизвика истински скандал в оксфордските духовнически среди. По-специално Шрьодингер влиза в остър конфликт с професора по английски език и литература Клайв Луис. Всички тези проблеми, както и закриването на програмата за финансиране на учени емигранти в началото на 1936 г., принуждават Шрьодингер да обмисли варианти за продължаване на кариерата си извън Оксфорд. След като посещава Единбург, през есента на 1936 г. той приема предложението да се върне в родината си и да заеме поста професор по теоретична физика в университета в Грац.

Престоят на Шрьодингер в Австрия не продължи дълго: още през март 1938 г. се състоя аншлусът на страната, в резултат на който тя стана част от Нацистка Германия. По съвет на ректора на университета ученият написа „помирително писмо“ с ново правителство, който беше публикуван на 30 март в грацкия вестник Tagespost и предизвика негативна реакция на колегите емигрирали. Тези мерки обаче не помогнаха: ученият беше освободен от длъжност поради политическа ненадеждност; той получава официално известие през август 1938 г. Осъзнавайки, че напускането на страната скоро може да стане невъзможно, Шрьодингер набързо напуска Австрия и се отправя към Рим (фашистка Италия по това време е единствената страна, за която не се изисква виза за пътуване). По това време той е установил връзка с министър-председателя на Ирландия Иймън де Валера, математик по образование, който планира да организира аналог на Принстънския институт за висши изследвания в Дъблин. Де Валера, който тогава е в Женева като президент на Асамблеята на Обществото на нациите, получава транзитна виза за Шрьодингер и съпругата му, за да пътуват из Европа. През есента на 1938 г., след кратка спирка в Швейцария, те пристигат в Оксфорд. Докато институтът се организира в Дъблин, ученият се съгласи да заеме временна позиция в Гент, Белгия, платена от Фондация Франки. Именно тук го заварва избухването на Втората световна война. Благодарение на намесата на де Валера, Шрьодингер, който след аншлуса се счита за гражданин на Германия (и следователно вражеска държава), успява да пътува през Англия и пристига в столицата на Ирландия на 7 октомври 1939 г.

Дъблин - Виена (1939-1961)

Законодателството за създаване на Дъблинския институт за висши изследвания е прието от ирландския парламент през юни 1940 г. Шрьодингер, който стана първият професор на един от двата първоначални отдела на института, училището по теоретична физика, също беше назначен за първи директор (председател) на тази институция. Други служители на института, които се появиха по-късно, сред които вече известни учени Валтер Хайтлер, Лайош Яноши (Унгария) и Корнелиус Ланцос, както и много млади физици, имаха възможността напълно да се концентрират върху изследователската работа. Шрьодингер организира постоянен семинар, изнася лекции в Дъблинския университет и инициира годишни летни училища в института, посещавани от водещи физици в Европа. През годините, прекарани в Ирландия, основните му научни интереси стават теорията на гравитацията и проблемите в пресечната точка на физиката и биологията. Работи като директор на катедрата по теоретична физика през 1940-1945 г. и от 1949 г. до 1956 г., когато решава да се завърне в родината си.

Въпреки че след края на войната Шрьодингер многократно получава предложения да се премести в Австрия или Германия, той отхвърля тези покани, без да иска да напуска дома си. Едва след подписването на Австрийския държавен договор и изтеглянето на съюзническите войски от страната той се съгласява да се върне в родината си. В началото на 1956 г. президентът на Австрия одобрява указ, с който ученият получава лична длъжност като професор по теоретична физика във Виенския университет. През април същата година Шрьодингер се завръща във Виена и тържествено встъпва в длъжност, изнасяйки лекция в присъствието на редица известни личности, включително президента на Републиката. Той беше благодарен на австрийското правителство, което уреди завръщането му там, където започна кариерата му. Две години по-късно често боледуващият учен най-накрая напуска университета, като подава оставка. Последните години от живота си прекарва предимно в тиролското село Алпбах. Шрьодингер умира в резултат на обостряне на туберкулозата във виенска болница на 4 януари 1961 г. и е погребан в Алпбах.

Личен живот

От пролетта на 1920 г. Шрьодингер е женен за Анемари Бертел от Залцбург, която среща през лятото на 1913 г. в Зеехам, докато провежда експерименти върху атмосферното електричество. Този брак продължи до края на живота на учения, въпреки редовните афери на съпрузите отстрани. И така, сред любовниците на Анемари бяха колегите на съпруга й Пол Евалд (английски) и Херман Вайл. Шрьодингер от своя страна има многобройни връзки с млади жени, две от които все още са тийнейджъри (с една от тях той прекарва ваканция в Ароза през зимата на 1925 г., по време на която работи интензивно върху създаването на вълновата механика). Въпреки че Ервин и Анемари нямат деца, няколко от извънбрачните деца на Шрьодингер са известни. Майката на един от тях, Хилде Марч, съпругата на Артър Марч (Герман), един от австрийските приятели на учения, стана „втората съпруга“ на Шрьодингер. През 1933 г., напускайки Германия, той успява да договори финансиране в Оксфорд не само за себе си, но и за Marches; През пролетта на 1934 г. Хилде ражда дъщеря от Шрьодингер, Рут Джорджин Марч. На следващата година Марките се завръщат в Инсбрук. Такъв свободен начин на живот шокира пуританските жители на Оксфорд, което е една от причините за дискомфорта, който Шрьодингер изпитва там. Той има още две извънбрачни деца по време на престоя си в Дъблин. От 40-те години на миналия век Анемари редовно е хоспитализирана заради пристъпи на депресия.

Биографи и съвременници многократно отбелязват многостранността на интересите на Шрьодингер и дълбоките му познания по философия и история. Владее шест чужди езика (в допълнение към „гимназиалния“ старогръцки и латински, това са английски, френски, испански и италиански), чете класически произведения в оригинал и ги превежда, пише поезия (колекция е публикувана през 1949 г. ), и обичаше скулптурата.

Научна дейност

Ранна и експериментална работа

В началото на научната си кариера Шрьодингер прави много теоретични и експериментални изследвания, които са в унисон с интересите на неговия учител Франц Екснер – електротехника, атмосферно електричество и радиоактивност и изследване на свойствата на диелектриците. В същото време младият учен активно изучава чисто теоретични въпроси на класическата механика, теорията на трептенията, теорията на Брауновото движение и математическата статистика. През 1912 г., по искане на съставителите на „Наръчник за електричество и магнетизъм“ (Handbuch der Elektrizit?t und des Magnetismus), той написва голяма обзорна статия „Диелектрици“, което е доказателство за признанието на работата му в научния свят. През същата година Шрьодингер дава теоретична оценка на вероятното височинно разпределение на радиоактивните вещества, което е необходимо за обяснение на наблюдаваната радиоактивност на атмосферата, а през август 1913 г. в Зеехам той извършва съответни експериментални измервания, потвърждаващи някои от заключенията на Виктор Франц Хес относно недостатъчната концентрация на разпадни продукти, за да се обясни измерената йонизационна атмосфера. За тази работа Шрьодингер е удостоен с наградата Хайтингер () на Австрийската академия на науките през 1920 г. Други експериментални изследвания, проведени от младия учен през 1914 г., включват тестване на формула за капилярно налягане в газови мехурчета и изучаване на свойствата на мекото бета лъчение, произведено, когато гама лъчи падат върху метална повърхност. Последна работатой изпълнява заедно със своя приятел, експериментатора Фриц Колрауш (немец). През 1919 г. Шрьодингер извършва последния си физически експеримент (изучавайки кохерентността на лъчи, излъчвани под голям ъгъл един спрямо друг) и впоследствие се фокусира върху теоретични изследвания.

Учението за цвета

Особено внимание в лабораторията на Екснер беше отделено на теорията на цвета, продължението и развитието на работата на Томас Йънг, Джеймс Клерк Максуел и Херман Хелмхолц в тази област. Шрьодингер се занимава с теоретичната страна на въпроса, като прави важен принос в колориметрията. Резултатите от работата са представени в голяма статия, публикувана в списание Annalen der Physik през 1920 г. Ученият взе за основа не плосък цветен триъгълник, а триизмерно цветово пространство, чиито основни вектори са три основни цвята. Чистите спектрални цветове са разположени на повърхността на определена фигура (цветен конус), докато нейният обем е зает от смесени цветове (например бяло). Всеки специфичен цвят има свой собствен радиус вектор в това цветово пространство. Следващата стъпка в посока на така наречената по-висока колориметрия беше стриктното дефиниране на редица количествени характеристики (като яркост), за да може обективно да се сравняват относителните им стойности за различните цветове. За да направи това, Шрьодингер, следвайки идеята на Хелмхолц, въвежда законите на риманова геометрия в триизмерното цветово пространство и най-късото разстояние между две дадени точки от такова пространство (по геодезическа линия) трябва да служи като количествена стойност за разликата между два цвята. Освен това той предложи специфична метрика за цветовото пространство, което направи възможно изчисляването на яркостта на цветовете в съответствие със закона на Вебер-Фехнер.

През следващите години Шрьодингер посвети няколко творби на физиологичните характеристики на зрението (по-специално цвета на звездите, наблюдавани през нощта), а също така написа голям преглед на зрителното възприятие за следващото издание на популярния учебник Müller-Pouillet Lehrbuch der Physik. В друга статия той изследва еволюцията на цветното зрение, опитвайки се да свърже чувствителността на окото към светлина с различни дължини на вълната със спектралния състав на слънчевата радиация. В същото време той вярваше, че нечувствителните към цвета пръчици (рецептори на ретината, отговорни за здрачно зрение) са възникнали на много по-ранни етапи от еволюцията (може би дори сред древни същества, които са водили подводен начин на живот), отколкото конусите. Тези еволюционни промени, твърди той, могат да бъдат проследени в структурата на окото. Благодарение на работата си до средата на 20-те години на миналия век Шрьодингер придобива репутация на един от водещите експерти по теория на цветовете, но от този момент нататък вниманието му е напълно погълнато от съвсем други проблеми и през следващите години той никога не се връща към тази тема.

Статистическа физика

Шрьодингер, получил образование във Виенския университет, е силно повлиян от известния си сънародник Лудвиг Болцман, неговата работа и методи. Още в една от първите си статии (1912 г.) той прилага методите на кинетичната теория, за да опише диамагнитните свойства на металите. Въпреки че тези резултати имаха само ограничен успех и като цяло не можеха да бъдат верни при липсата на правилна квантова статистика за електроните, Шрьодингер скоро реши да приложи подхода на Болцман към по-сложен проблем - изграждането на кинетичната теория на твърдите тела и, по-специално, описанието на процесите на кристализация и топене. Въз основа на последните резултати на Питър Дебай, австрийският физик обобщава уравнението на състоянието на течност и тълкува параметъра в него (критична температура) като точка на топене. След откриването на дифракцията през 1912г рентгенови лъчиВъзникна проблемът с теоретичното описание на това явление и по-специално с отчитането на влиянието на топлинното движение на атомите върху структурата на наблюдаваните интерферентни модели. В статия, публикувана през 1914 г., Шрьодингер (независимо от Дебай) разглежда този проблем в рамките на модела на динамичната решетка на Борн-фон Карман и получава температурна зависимост за ъгловото разпределение на интензитета на рентгеновите лъчи. Скоро тази зависимост беше потвърдена експериментално. Тези и други ранни произведения на Шрьодингер също го интересуват от гледна точка на установяването на атомната структура на материята и по-нататъшното развитие на кинетичната теория, която според него в бъдеще трябва най-накрая да замени моделите на непрекъснати среди.

По време на военната си служба Шрьодингер изучава проблема с термодинамичните флуктуации и свързаните с тях явления, като обръща специално внимание на работата на Мариан Смолуховски. След края на войната статистическата физика става една от основните теми в творчеството на Шрьодингер; Така през 1921 г. той аргументира разликата между изотопите на един и същ елемент от термодинамична гледна точка (т.нар. парадокс на Гибс), въпреки че те могат да бъдат практически неразличими химически. В редица статии Шрьодингер изясни или изясни специфични резултати, получени от колегите му по различни въпроси на статистическата физика (специфичен топлинен капацитет на твърди тела, топлинно равновесие между светлина и звукови вълнии така нататък). Някои от тези статии използват квантови съображения, например в статия за специфичната топлина на молекулярен водород или в публикации за квантовата теория на идеален (изроден) газ. Тези работи предшестват появата през лятото на 1924 г. на трудовете на Шатиендранат Бозе и Алберт Айнщайн, които полагат основите на новата квантова статистика (статистиката на Бозе-Айнщайн) и я прилагат към развитието на квантовата теория на идеален едноатомен газ. Шрьодингер се присъединява към изучаването на подробностите на тази нова теория, обсъждайки в нейната светлина въпроса за определяне на ентропията на газ. През есента на 1925 г., използвайки новата дефиниция на Макс Планк за ентропия, той извежда изрази за квантуваните енергийни нива на газ като цяло, а не на отделните му молекули. Работата по тази тема, комуникацията с Планк и Айнщайн, както и запознаването с новата идея на Луи дьо Бройл за вълновите свойства на материята бяха предпоставка за по-нататъшни изследвания, довели до създаването на вълновата механика. В своята непосредствено предшестваща работа, Към теорията на газа на Айнщайн, Шрьодингер показа значението на концепцията на де Бройл за разбирането на статистиката на Бозе-Айнщайн.

През следващите години в своите писания Шрьодингер редовно се връща към въпросите на статистическата механика и термодинамиката. По време на дъблинския период от живота си той написва няколко произведения върху основите на теорията на вероятностите, булевата алгебра и приложението на статистически методи за анализ на показанията от детектори на космически лъчи. В книгата „Статистическа термодинамика“ (1946 г.), написана въз основа на курс от лекции, които той изнася, ученият разглежда подробно някои фундаментални проблеми, на които често не се обръща достатъчно внимание в обикновените учебници (трудности при определяне на ентропията, Бозе кондензацията и израждането , енергия на нулева точка в кристали и електромагнитно излъчване и т.н.). Шрьодингер посвети няколко статии на естеството на втория закон на термодинамиката, обратимостта на физичните закони във времето, чиято посока той свързва с увеличаване на ентропията (в своите философски писания той посочи, че може би чувството за време се дължи на самият факт за съществуването на човешкото съзнание).

Квантова механика

Още в първите години от научната си кариера Шрьодингер се запознава с идеите на квантовата теория, развити в трудовете на Макс Планк, Алберт Айнщайн, Нилс Бор, Арнолд Зомерфелд и други учени. Това запознанство беше улеснено от работата по някои проблеми на статистическата физика, но австрийският учен по това време все още не беше готов да се раздели с традиционните методи на класическата физика. Въпреки признанието на Шрьодингер за успехите на квантовата теория, отношението му към нея беше двусмислено и той се опита, ако е възможно, да не използва нови подходи с всичките им неясноти. Много по-късно, след създаването на квантовата механика, той каза, спомняйки си това време:

Първите публикации на Шрьодингер по атомна теория и спектрална теория започват да се появяват едва в началото на 20-те години на ХХ век, след личното му запознанство със Зомерфелд и Волфганг Паули и преместването му да работи в Германия, която е центърът на развитието на новата физика. През януари 1921 г. Шрьодингер завършва първата си статия по тази тема, разглеждайки в рамките на теорията на Бор-Зоммерфелд влиянието на взаимодействието на електроните върху някои характеристики на спектрите на алкалните метали. От особен интерес за него беше въвеждането на релативистични съображения в квантовата теория. През есента на 1922 г. той анализира електронните орбити в атома от геометрична гледна точка, използвайки методите на известния математик Херман Вайл. Тази работа, която показа, че квантовите орбити могат да бъдат свързани с определени геометрични свойства, стана важна стъпка, който предсказа някои характеристики на вълновата механика. По-рано същата година Шрьодингер извежда формула за релативистичния ефект на Доплер за спектралните линии, базирана на хипотезата за светлинните кванти и съображенията за запазване на енергията и импулса. Той обаче имаше големи съмнения относно валидността на последните разсъждения в микрокосмоса. Той беше близо до идеята на своя учител Екснър за статистическата природа на законите за запазване, така че той с ентусиазъм прие появата през пролетта на 1924 г. на статия от Бор, Крамерс и Слейтър, която предполага възможността за нарушаване на тези закони в отделни атомни процеси (например в процеси на излъчване на радиация). Въпреки че експериментите на Ханс Гайгер и Валтер Боте скоро показаха, че това предположение е несъвместимо с опита, идеята за енергията като статистическа концепция очарова Шрьодингер през целия му живот и беше обсъдена от него в няколко доклада и публикации.

Непосредственият тласък за развитието на вълновата механика беше запознаването на Шрьодингер в началото на ноември 1925 г. с дисертацията на Луи де Бройл, която съдържаше идеята за вълновите свойства на материята, както и със статията на Айнщайн за квантовата теория на газовете, който цитира труда на френския учен. Успехът на работата на Шрьодингер в тази посока е осигурен от неговото владеене на подходящия математически апарат, по-специално техниката за решаване на проблеми със собствените стойности. Шрьодингер прави опит да обобщи вълните на де Бройл за случая на взаимодействащи частици, като взема предвид, подобно на френския учен, релативистичните ефекти. След известно време той успя да представи енергийните нива като собствени стойности на някакъв оператор. Въпреки това, тестът за случая на най-простия атом - водородния атом - се оказа разочароващ: резултатите от изчислението не съвпаднаха с експерименталните данни. Това се обяснява с факта, че всъщност Шрьодингер получава релативистично уравнение, сега известно като уравнението на Клайн-Гордън, което е валидно само за частици с нулев спин (по това време спинът все още не е бил известен). След този неуспех ученият изостави тази работа и се върна към нея само известно време по-късно, след като откри, че неговият подход дава задоволителни резултати в нерелативистичното приближение.

През първата половина на 1926 г. редакторите на списание Annalen der Physik получиха четири части от известната работа на Шрьодингер „Квантуването като проблем със собствените стойности“. В първата част (получена от редакторите на 27 януари 1926 г.), като се започне от оптико-механичната аналогия на Хамилтън, авторът извежда вълновото уравнение, сега известно като независимо от времето (стационарно) уравнение на Шрьодингер, и го прилага за намиране на дискретни енергийни нива на водородния атом. Ученият смята, че основното предимство на неговия подход е, че „квантовите правила вече не съдържат мистериозното „изискване за цяло число“: сега то може да бъде проследено, така да се каже, една стъпка по-дълбоко и е оправдано в ограничената и недвусмислена природа на определен пространствена функция." Тази функция, по-късно наречена вълнова функция, е официално въведена като величина, логаритмично свързана с действието на системата. Във второто съобщение (получено на 23 февруари 1926 г.) Шрьодингер се обръща към общите идеи, залегнали в основата на неговата методология. Развивайки оптико-механична аналогия, той обобщава вълновото уравнение и стига до извода, че скоростта на частицата е равна на груповата скорост на вълновия пакет. Според учения в общия случай „многообразието от възможни процеси трябва да се изобрази въз основа на вълновото уравнение, а не на основните уравнения на механиката, които са толкова неподходящи за обяснение на същността на микроструктурата на механичното движение, колкото и геометричните оптиката е за обяснение на дифракцията. Накрая Шрьодингер използва теорията си за решаване на някои специфични проблеми, по-специално проблема с хармоничния осцилатор, получавайки решение, съответстващо на резултатите от матричната механика на Хайзенберг.

Във въведението към третата част на статията (получена на 10 май 1926 г.) терминът „вълнова механика“ (Wellenmechanik) за първи път се появява за обозначаване на подхода, разработен от Шрьодингер. Обобщавайки метода, разработен от лорд Рейли в теорията на акустичните вибрации, австрийският учен разработи метод за получаване на приблизителни решения на сложни проблеми в рамките на своята теория, известна като теория на независимите от времето смущения. Той приложи този метод, за да опише ефекта на Старк за водородния атом и даде добро съответствие с експерименталните данни. В четвъртото съобщение (получено на 21 юни 1926 г.) ученият формулира уравнение, наречено по-късно нестационарно (времево) уравнение на Шрьодингер, и го използва, за да развие теорията на зависимите от времето смущения. Като пример той разглежда проблема с дисперсията и обсъжда въпроси, свързани с него; по-специално в случай на периодичен във времето потенциал на смущение, той стига до извода, че във вторичното излъчване има комбинирани честоти. В същата работа е представено релативистично обобщение на основното уравнение на теорията, получено от Шрьодингер в началния етап на неговата работа (уравнението на Клайн-Гордън).

Работата на Шрьодингер веднага след появата си привлече вниманието на водещите световни физици и беше възторжено приветствана от учени като Айнщайн, Планк и Зомерфелд. Изглеждаше неочаквано, че описанието с помощта на непрекъснати диференциални уравнения дава същите резултати като матричната механика с нейния необичаен и сложен алгебричен формализъм и разчитане на дискретността на спектралните линии, известна от опита. Вълновата механика, близка по дух до класическата механика на континуума, изглеждаше за предпочитане на много учени. По-специално, самият Шрьодингер говори критично за матричната теория на Хайзенберг: „Разбира се, знаех за неговата теория, но бях уплашен, ако не и отблъснат, от методите на трансценденталната алгебра, които ми се струваха много трудни и липсата на каквато и да е яснота. ” Въпреки това Шрьодингер е убеден във формалната еквивалентност на формализмите на вълновата и матричната механика. Доказателството за тази еквивалентност е дадено от него в статията „За връзката на квантовата механика на Хайзенберг – Борн – Джордан с моята“, получена от редакторите на Annalen der Physik на 18 март 1926 г. Той показа, че всяко уравнение на вълновата механика може да бъде представено в матрична форма и, обратно, от дадени матрици може да се премине към вълнови функции. Независимо, връзката между двете форми на квантовата механика е установена от Карл Екарт и Волфганг Паули.

Значението на вълновата механика на Шрьодингер веднага беше признато от научната общност и още в първите месеци след появата на фундаменталните трудове различни университети в Европа и Америка започнаха да изучават и прилагат новата теория към различни конкретни проблеми. Пропагандата на идеите на вълновата механика беше улеснена от изказванията на Шрьодингер на срещите на Германското физическо общество (германско) в Берлин и Мюнхен през лятото на 1926 г., както и от обширното турне из Америка, което той предприе през декември 1926 г. - април 1927 г. По време на това пътуване той изнася 57 лекции в различни научни институции в САЩ.

Скоро след появата на фундаменталните статии на Шрьодингер, удобният и последователен формализъм, очертан в тях, започна да се използва широко за решаване на голямо разнообразие от проблеми в квантовата теория. Самият формализъм обаче тогава все още не е достатъчно ясен. Един от основните въпроси, поставени от основополагащата работа на Шрьодингер, беше въпросът какво вибрира в атома, тоест проблемът за значението и свойствата на вълновата функция. В първата част на статията си той приема, че това е реална, еднозначна и два пъти диференцируема функция навсякъде, но в последната част допуска възможността за комплексни стойности за нея. В същото време той интерпретира квадратния модул на тази функция като мярка за разпределението на плътността на електрическия заряд в конфигурационното пространство. Ученият вярваше, че сега частиците могат да бъдат визуално представени като вълнови пакети, правилно съставени от набор от собствени функции, и по този начин напълно да изоставят корпускулярните концепции. Невъзможността за подобно обяснение стана ясна много бързо: в общия случай вълновите пакети неизбежно се разпространяват, което е в противоречие с ясното корпускулярно поведение на частиците в експериментите с разсейване на електрони. Решението на проблема беше дадено от Макс Борн, който предложи вероятностна интерпретация на вълновата функция.

За Шрьодингер подобна статистическа интерпретация, която противоречи на неговите идеи за реални квантово-механични вълни, е абсолютно неприемлива, тъй като оставя на място квантови скокове и други елементи на прекъсване, от които той иска да се отърве. Отказът на учения от новата интерпретация на неговите резултати се проявява най-ясно в дискусиите с Нилс Бор, които се състояха през октомври 1926 г. по време на посещението на Шрьодингер в Копенхаген. Вернер Хайзенберг, свидетел на тези събития, впоследствие пише:

Тази интерпретация, която се основава на вероятностната интерпретация на вълновата функция на Борн, принципа на неопределеността на Хайзенберг и принципа на допълване на Бор, е формулирана през 1927 г. и става известна като тълкуването от Копенхаген. Шрьодингер обаче никога не успява да го приеме и до края на живота си защитава необходимостта от визуално представяне на вълновата механика. Въпреки това, въз основа на резултатите от посещението си в Копенхаген, той отбеляза, че въпреки всички научни разногласия, „отношенията с Бор [с когото не беше запознат преди това] и особено с Хайзенберг... бяха абсолютно, безмълвно приятелски и сърдечни. ”

След като завърши формализма на вълновата механика, Шрьодингер успя да получи с негова помощ редица важни резултати от особено естество. До края на 1926 г. той използва техниката си, за да опише визуално ефекта на Комптън, а също така прави опит да комбинира квантовата механика и електродинамиката. Започвайки от уравнението на Клайн-Гордън, Шрьодингер получава израз за тензора енергия-импулс и съответния закон за запазване за комбинирани вълни на материята и електромагнитни вълни. Тези резултати обаче, подобно на първоначалното уравнение, се оказаха неприложими към електрона, тъй като не позволиха да се вземе предвид неговият спин (това по-късно беше направено от Пол Дирак, който получи известното си уравнение). Само много години по-късно става ясно, че резултатите на Шрьодингер са валидни за частици с нулев спин, като мезони. През 1930 г. той получава обобщен израз за отношението на неопределеността на Хайзенберг за всяка двойка физически величини (наблюдаеми). През същата година той за първи път интегрира уравнението на Дирак за свободен електрон, като заключава, че неговото движение се описва от сумата от праволинейно равномерно движение и високочестотно треперещо движение (Zitterbewegung) с малка амплитуда. Това явление се обяснява с интерференцията на части от вълновия пакет, съответстващи на електрона, свързани с положителни и отрицателни енергии. През 1940-1941 г. Шрьодингер разработва подробно, в рамките на вълновата механика (т.е. представянето на Шрьодингер), факторизиращ метод за решаване на проблеми със собствените стойности. Същността на този подход е да представи хамилтониана на системата като произведение на два оператора.

Шрьодингер се връща повече от веднъж към критиките на различни аспекти на Копенхагенската интерпретация от края на 20-те години и обсъжда тези проблеми с Айнщайн, с когото по това време са били колеги в Берлинския университет. Тяхната комуникация по тази тема продължи през следващите години чрез кореспонденция, която се засили през 1935 г. след публикуването на известната статия на Айнщайн-Подолски-Розен (EPR) за непълнотата на квантовата механика. В едно от писмата до Айнщайн (от 19 август 1935 г.), както и в статия, изпратена на 12 август до списание Naturwissenschaften, за първи път е представен мисловен експеримент, станал известен като парадокса на "котката на Шрьодингер". Същността на този парадокс, според Шрьодингер, е, че несигурността на атомно ниво може да доведе до несигурност в макроскопичен мащаб („смес“ от жива и мъртва котка). Това не отговаря на изискването състоянията на макрообектите да бъдат сигурни, независимо от тяхното наблюдение и следователно „ни пречи да приемем по такъв наивен начин „модела на размиването“ [тоест стандартната интерпретация на квантовата механика] като картина на реалността.” Айнщайн видя този мисловен експеримент като индикация, че вълновата функция се занимава с описание на статистическа съвкупност от системи, а не на отделна микросистема. Шрьодингер не се съгласи, считайки, че вълновата функция е пряко свързана с реалността, а не с нейното статистическо описание. В същата статия той анализира други аспекти на квантовата теория (например проблема с измерването) и стига до извода, че квантовата механика „все още е само удобен трик, който обаче е придобил ... изключително голямо влияние върху нашите основни възгледи за природата.” По-нататъшно размишление върху парадокса на EPR доведе Шрьодингер до сложния проблем за квантовото заплитане (на немски: Verschr?nkung, на английски: Entanglement). Той успява да докаже обща математическа теорема, че след разделянето на една система на части, тяхната цялостна вълнова функция не е просто произведение на функциите на отделните подсистеми. Според Шрьодингер това поведение на квантовите системи е съществен недостатък на теорията и причина за нейното усъвършенстване. Въпреки че аргументите на Айнщайн и Шрьодингер не успяха да разклатят позицията на привържениците на стандартната интерпретация на квантовата механика, представени предимно от Бор и Хайзенберг, те стимулираха изясняването на някои фундаментално важни аспекти от нея и дори доведоха до дискусия за философските проблем на физическата реалност.

През 1927 г. Шрьодингер предлага така наречената резонансна концепция за квантовите взаимодействия, основана на хипотезата за непрекъснат обмен на енергия между квантови системи със сходни собствени честоти. Тази идея обаче, въпреки всички надежди на автора, не може да замени идеята за стационарни състояния и квантови преходи. През 1952 г. в статията „Съществуват ли квантови скокове?“ той се върна към резонансната концепция, критикувайки вероятностната интерпретация. В подробен отговор на коментарите, съдържащи се в тази работа, Макс Борн стигна до следното заключение:

Електромагнетизъм и обща теория на относителността

Шрьодингер се запознава с работата на Айнщайн върху общата теория на относителността (ОТО) в Италия, на брега на Триесткия залив, където е разположена неговата военна част по време на Първата световна война. Той разбира в детайли математическия формализъм (тензорно смятане) и физическия смисъл на новата теория и още през 1918 г. публикува две малки работи със собствени резултати, по-специално като участва в дискусията за енергията на гравитационното поле в рамките на рамката на общата теория на относителността. Ученият се върна към общите релативистични теми едва в началото на 30-те години на миналия век, когато направи опит да разгледа поведението на вълните на материята в изкривено пространство-време. Най-плодотворният период на Шрьодингер в изучаването на гравитацията идва, докато работи в Дъблин. По-специално, той получи редица конкретни резултати в рамките на космологичния модел на де Ситер, включително посочване на процесите на раждане на материя в такъв модел на разширяващата се Вселена. През 50-те години на миналия век той написва две книги по обща теория на относителността и космология – „Структура пространство-време“ (1950) и „Разширяващи се вселени“ (1956).

Друго направление в работата на Шрьодингер са опитите за създаване на единна теория на полето чрез комбиниране на теорията на гравитацията и електродинамиката. Тази дейност е непосредствено предшествана, започвайки през 1935 г., от австрийски учен, изучаващ възможността за нелинейно обобщение на уравненията на Максуел. Целта на това обобщение, направено за първи път от Густав Мие (1912 г.), а след това от Макс Борн и Леополд Инфелд (1934 г.), е да се ограничи големината на електромагнитното поле на къси разстояния, което трябваше да осигури крайна стойност за присъщата енергия на заредени частици. Електрическият заряд в рамките на този подход се тълкува като вътрешно свойство на електромагнитното поле. От 1943 г. Шрьодингер продължава опитите на Вейл, Айнщайн и Артър Едингтън да изведат унифицирано уравнение на полето от принципа на най-малкото действие чрез правилен избор на формата на лагранжиана в рамките на афинната геометрия. Ограничавайки се, подобно на своите предшественици, до чисто класическо съображение, Шрьодингер предложи да се въведе трето поле, което трябваше да компенсира трудностите при комбинирането на гравитацията и електромагнетизма, представени под формата на Борн - Инфелд. Той свързва това трето поле с ядрените сили, чийто носител по това време се смяташе за хипотетични мезони. По-специално, въвеждането на трето поле в теорията направи възможно запазването на нейната калибровъчна инвариантност. През 1947 г. Шрьодингер прави още един опит да комбинира електромагнитното и гравитационното поле, като избира нова униформаЛагранжиан и извеждане на нови уравнения на полето. Тези уравнения съдържат връзка между електромагнетизма и гравитацията, която според учения може да е отговорна за генерирането на магнитни полета от въртящи се маси, например Слънцето или Земята. Проблемът обаче беше, че уравненията не позволяваха човек да се върне към чистото електромагнитно полепри „изключване“ на гравитацията. Въпреки големите усилия, множество проблеми, пред които е изправена теорията, не могат да бъдат решени. Шрьодингер, подобно на Айнщайн, не успява да създаде единна теория на полето чрез геометризиране на класическите полета и до средата на 50-те години той изоставя тази дейност. Според Ото Хитмаир, един от сътрудниците на Шрьодингер в Дъблин, „големите надежди отстъпиха място на ясно разочарование в този период от живота на великия учен“.

"Какво е животът?"

Създаването на квантовата механика направи възможно поставянето на надеждни теоретични основи на химията, с помощта на които беше получено съвременно обяснение на природата на химичната връзка. Развитието на химията от своя страна оказа дълбоко влияние върху формирането на молекулярната биология. Известният учен Линус Полинг пише в тази връзка:

Прекият принос на Шрьодингер към биологията произтича от книгата му „Какво е животът? (1944), базиран на лекции, изнесени в Тринити Колидж в Дъблин през февруари 1943 г. Тези лекции и книга са вдъхновени от статия на Николай Тимофеев-Ресовски, Карл Цимер и Макс Делбрюк, публикувана през 1935 г. и предадена на Шрьодингер от Пол Евалд в началото на 40-те години. Тази статия е посветена на изучаването на генетични мутации, които възникват под въздействието на рентгенови лъчи и гама лъчение и да обясни кои автори са разработили целевата теория. Въпреки че природата на наследствените гени по това време все още не беше известна, погледът към проблема с мутагенезата от гледна точка на атомната физика направи възможно идентифицирането на някои общи модели на този процес. Работата на Тимофеев - Цимер - Делбрюк е използвана от Шрьодингер като основа за книгата му, която привлича широко внимание от страна на младите физици. Някои от тях (например Морис Уилкинс) под нейно влияние решават да изучават молекулярна биология.

Първите няколко глави на Какво е животът? са посветени на преглед на информацията за механизмите на наследствеността и мутациите, включително идеите на Тимофеев, Цимер и Делбрюк. Последните две глави съдържат собствените мисли на Шрьодингер за природата на живота. В един от тях авторът въвежда концепцията за отрицателна ентропия (възможно датираща от Болцман), която живите организми трябва да получат от околния свят, за да компенсират нарастването на ентропията, водещо ги до термодинамично равновесие и, следователно, смърт . Това според Шрьодингер е една от основните разлики между живота и неживата природа. Според Полинг идеята за отрицателната ентропия, формулирана в работата на Шрьодингер без необходимата строгост и яснота, не добавя практически нищо към нашето разбиране за феномена на живота. Франсис Саймън посочи малко след публикуването на книгата, че свободната енергия трябва да играе много по-голяма роля в организмите от ентропията. В следващите издания Шрьодингер взема предвид тази забележка, като отбелязва важността на свободната енергия, но все пак оставя дискусията за ентропията в тази, както се изрази Нобеловият лауреат Макс Перуц, „подвеждаща глава“ непроменена.

В последната глава Шрьодингер се върна към идеята си, която минава през цялата книга и е, че механизмът на функциониране на живите организми (тяхната точна възпроизводимост) не е в съответствие със законите на статистическата термодинамика (случайност на молекулярно ниво). Според Шрьодингер откритията на генетиката ни позволяват да заключим, че в нея няма място за вероятностни закони, на които трябва да се подчинява поведението на отделните молекули; по този начин изследването на живата материя може да доведе до някои нови некласически (но в същото време детерминистични) закони на природата. За да реши този проблем, Шрьодингер се обърна към известната си хипотеза за гена като апериодичен едноизмерен кристал, която датира от работата на Делбрюк (последният пише за полимер). Може би молекулярният апериодичен кристал, в който е написана „програмата на живота“, позволява да се избегнат трудностите, свързани с топлинното движение и статистическото разстройство. Въпреки това, както показа по-нататъшното развитие на молекулярната биология, за развитието на тази област на знанието вече съществуващите закони на физиката и химията бяха достатъчни: трудностите, които Шрьодингер обсъждаше, се разрешават с помощта на принципа на допълване и ензимна катализа, които прави възможно производството на големи количества от определено вещество. Разпознаване на ролята на What Is Life? в популяризирането на идеите на генетиката Макс Перуц обаче стига до следното заключение:

Философски възгледи

През 1960 г. Шрьодингер си спомня времето след края на Първата световна война:

Едва след като пристигна в Дъблин, той успя да отдели достатъчно внимание на философските въпроси. От неговото перо излизат редица произведения не само по философски проблеми на науката, но и от общофилософско естество - „Наука и хуманизъм“ (1952), „Природата и гърците“ (1954), „Разум и материя“ (1958). ) и „Моят поглед върху света“, работа, която той завършва малко преди смъртта си. Шрьодингер обръща особено внимание на античната философия, която го привлича със своето единство и значението, което може да играе за решаването на проблемите на нашето време. В тази връзка той написа:

В своите трудове, обръщайки се и към наследството на индийската и китайската философия, Шрьодингер се опитва да погледне науката и религията от единна позиция, човешкото обществои етични въпроси; проблемът за единството е един от основните мотиви на неговото философско творчество. В трудове, които могат да бъдат приписани на философията на науката, той изтъква тясната връзка на науката с развитието на обществото и културата като цяло, обсъжда проблемите на теорията на познанието и участва в дискусии по проблема за причинно-следствената връзка и модификация на тази концепция в светлината на новата физика. Редица книги и сборници със статии са посветени на обсъждането и анализа на конкретни аспекти от философските възгледи на Шрьодингер по различни въпроси. Въпреки че Карл Попър го нарича идеалист, в своите произведения Шрьодингер последователно защитава възможността за обективно изследване на природата:

Награди и членство

• Награда Хайтингер (1920)
• Медал Матеучи (1927)
• Медал Макс Планк (1937)
• Орден за заслуги към Федерална република Германия
• Награда Ервин Шрьодингер (1956)
• Австрийски почетен знак за наука и изкуство (1957)
• Член на Австрийската академия на науките, Пруската академия на науките (1929), Академията на науките на СССР (1934, член-кореспондент от 1928), Лондонското кралско общество (1949), Папската академия на науките (1937), Кралската ирландска академия (1940) ), Кралска испанска академия на науките

памет

• Един от кратерите на Луната, лунната долина () и астероид () са кръстени на Шрьодингер.
• Във физиката името му е дадено на квантовия парадокс на котката на Шрьодингер.
• През 1983 г. Австрия емитира банкноти от 1000 шилинга с портрета на Шрьодингер. Те бяха в обращение преди страната да премине към еврото.
• Един от виенските площади (Schrödingerplatz), сградата на централната природонаучна библиотека на Берлинския университет (Erwin-Schrödinger-Zentrum) и Виенският институт по математическа физика (Institute of Mathematical Physics), основан през 1993 г., са кръстени след Шрьодингер.
• През 1956 г. Австрийската академия на науките учредява наградата Ервин Шрьодингер, чийто първи носител е самият той. Световната асоциация за чиста и изчислителна химия () присъжда медала на Шрьодингер на „изключителен компютърен химик, който преди това не е получавал тази награда“.

Есета

Книги

• Е. Шрьодингер. Abhandlungen zur Wellenmechanik. - Лайпциг, 1927 г.
• Е. Шрьодингер. Vier Vorlesungen ?ber Wellenmechanik. - Берлин, 1928. Руски превод: Е. Шрьодингер. Четири лекции по квантова механика. - Харков - Киев, 1936г.
• Е. Шрьодингер. ?ber Indeterminismus in der Physik. Zwei Vortr?ge zur Kritik der naturwissenschaftlichen Erkenntnis. - Лайпциг, 1932 г.
• Е. Шрьодингер. Какво е животът? Физическият аспект на живата клетка. - Cambridge: University Press, 1944. Руски превод: E. Schrödinger. какво е животът Физически аспект на живата клетка. - 3-то издание - Ижевск: RHD, 2002.
• Е. Шрьодингер. Статистическа термодинамика. - Cambridge: University Press, 1946. Руски превод: E. Schrödinger. Статистическа термодинамика. - Ижевск: RHD, 1999.
• Е. Шрьодингер. Gedichte. - Бон, 1949 г. - том на поезията на Шрьодингер
• Е. Шрьодингер. Пространствено-времева структура. - Cambridge: University Press, 1950. Руски превод: E. Schrödinger. Пространствено-времевата структура на Вселената. - М.: Наука, 1986.
• Е. Шрьодингер. Наука и хуманизъм. - Cambridge: University Press, 1952. Руски превод: E. Schrödinger. Наука и хуманизъм. - Ижевск: RHD, 2001.
• Е. Шрьодингер. Природата и гърците. - Cambridge: University Press, 1954. Руски превод: E. Schrödinger. Природата и гърците. - Ижевск: RHD, 2001.
• Е. Шрьодингер. Разширяващи се вселени. - Cambridge: University Press, 1956. Руски превод: E. Schrödinger. Пространствено-времевата структура на Вселената. - М.: Наука, 1986.
• Е. Шрьодингер. Ум и материя. - Cambridge: University Press, 1958. Руски превод: E. Schrödinger. Ум и материя. - Ижевск: RHD, 2000.
• Е. Шрьодингер. Meine Weltansicht. - Wien, 1961. Руски превод: Е. Шрьодингер. Моето виждане за света. - М.: Либроком, 2009.

Основни научни статии

• Е. Шрьодингер. Studien?ber Kinetik der Dielektrika, den Schmelzpunkt, Pyround Piezoelektrizit?t // Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften der Wien. - 1912. - кн. 121. - С. 1937-1973.
• Е. Шрьодингер. ?ber die Sch?rfe der mit R?ntgenstrahlen erzeugten Interferenzbilder // Physikalische Zeitschrift. - 1914. - кн. 15. - С. 79-86.
• руски превод:
• Е. Шрьодингер. ?ber die Kraftfreie Bewegung in der relativistischen Quantenmechanik // Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften. - 1930. - С. 418-428.
• Е. Шрьодингер. Окончателните закони на афинното поле // Сборници на Кралската ирландска академия А. - 1947. - Том. 51. - С. 163-179.

Някои произведения в руски превод

• Е. Шрьодингер. Основната идея на вълновата механика // В. Хайзенберг, П. Дирак, Е. Шрьодингер. Съвременна квантова механика. Три Нобелови доклада. - Л.-М.: ГТТИ, 1934. - С. 37-60.
• Е. Шрьодингер. Нови пътища във физиката: Статии и изказвания. - М.: Наука, 1971.
• Е. Шрьодингер. Компоненти на енергията на гравитационното поле // Колекция Айнщайн 1980-1981. - М.: Наука, 1985. - С. 204-210.

Ервин Рудолф Йозеф Александър Шрьодингер е австрийски физик теоретик и носител на Нобелова награда за физика. Един от разработчиците на квантовата механика и вълновата теория на материята. През 1945 г. Шрьодингер написва книгата „Какво е животът от гледна точка на физиката?“, която оказва значително влияние върху развитието на биофизиката и молекулярната биология. Тази книга разглежда отблизо няколко критични проблема. Фундаменталният въпрос е: „Как физиката и химията могат да обяснят тези явления в пространството и времето, които се случват в живия организъм?“ Текстът и рисунките са възстановени от книга, издадена през 1947 г. от издателство "Чуждестранна литература".

Е. Шрьодингер. Какво е животът от гледна точка на физиката? – М.: RIMIS, 2009. – 176 с.

Изтеглете кратко резюме във формат или

ГлаваI. Подходът на класическия физик към темата

Най-съществената част от живата клетка - хромозомната нишка - може да се нарече апериодичен кристал. Във физиката досега се занимавахме само с периодични кристали. Следователно не е много изненадващо, че органичният химик вече е направил голям и важен принос за решаването на проблема за живота, докато физикът не е направил почти нищо.

Защо атомите са толкова малки? Бяха предложени много примери, за да се изясни този факт на широката публика, но никой не беше по-впечатляващ от този, даден някога от лорд Келвин: да предположим, че можете да поставите етикети върху всички молекули в чаша вода; след това ще излеете съдържанието на чашата в океана и ще разбъркате добре океана, така че да разпределите маркираните молекули равномерно във всички морета на света; Ако вземете чаша вода навсякъде, където и да е в океана, ще намерите в тази чаша около сто от вашите маркирани молекули.

Всички наши сетивни органи, съставени от безброй атоми, са твърде груби, за да възприемат ударите на един атом. Ние не можем да видим, чуем или почувстваме отделни атоми. Трябва ли да е така? Ако това не беше така, ако човешкият организъм беше толкова чувствителен, че няколко атома или дори един атом можеше да направи забележим отпечатък върху сетивата ни, какъв би бил животът!

Има само едно и единствено нещо от особен интерес за нас самите и това е, което можем да чувстваме, мислим и разбираме. По отношение на онези физиологични процеси, които са отговорни за нашите мисли и чувства, всички други процеси в тялото играят поддържаща роля, поне от човешка гледна точка.

Всички атоми преминават през напълно произволни топлинни движения през цялото време. Само в комбинацията от огромен брой атоми започват да действат статистическите закони и да контролират поведението на тези асоциации с точност, която нараства с броя на атомите, участващи в процеса. Именно по този начин събитията придобиват истински естествени черти. Точността на физичните закони се основава на големия брой включени атоми.

Степента на неточност, която трябва да се очаква във всеки физически закон, е . Ако даден газ при определено налягане и температура има определена плътност, тогава мога да кажа, че вътре има някакъв обем пгазови молекули. Ако в даден момент можете да проверите твърдението ми, ще го намерите неточно и отклонението ще бъде от порядъка на . Следователно, ако п= 100, ще откриете, че отклонението е приблизително 10. Така че относителната грешка тук е 10%. Но ако n = 1 милион, вероятно ще откриете, че отклонението е около 1000 и следователно относителната грешка се равнява на 0,1%.

Един организъм трябва да има сравнително масивна структура, за да се радва на просперитета на доста точни закони, както в собствените си вътрешен живот, и при взаимодействие с външния свят. В противен случай броят на участващите частици би бил твърде малък и „законът“ твърде неточен.

ГлаваII. Механизъм на наследственост

По-горе стигнахме до извода, че организмите с всички биологични процеси, протичащи в тях, трябва да имат много „многоатомна“ структура и за тях е необходимо случайните „моноатомни“ явления да не играят твърде голяма роля в тях. Сега знаем, че това мнение не винаги е правилно.

Позволете ми да използвам думата „модел“ на организъм, за да означава не само структурата и функционирането на организма в зряла възраст или на всеки друг специфичен етап, но и организма в неговото онтогенетично развитие, от оплодената яйцеклетка до етапа на зрялост, когато започва да се размножава. Вече е известно, че целият този холистичен план в четири измерения (пространство + време) се определя от структурата само на една клетка, а именно оплодената яйцеклетка. Нещо повече, неговото ядро, или по-точно двойка хромозоми: един комплект идва от майката (яйцеклетката) и един от бащата (оплождащата сперма). Всеки пълен набор от хромозоми съдържа целия код, съхраняван в оплодената яйцеклетка, която представлява най-ранния стадий на бъдещия индивид.

Но терминът код за криптиране, разбира се, е твърде тесен. Хромозомните структури служат в същото време като инструменти, които извършват развитието, което те предсказват. Те са и кодексът на законите, и изпълнителната власт, или, за друго сравнение, те са и планът на архитекта, и силите на строителя едновременно.

Как се държат хромозомите по време на онтогенезата? Растежът на организма се осъществява чрез последователни клетъчни деления. Това клетъчно делене се нарича митоза. Средно 50 или 60 последователни деления са достатъчни, за да произведат броя на клетките, налични при възрастен.

Как се държат хромозомите при митоза? Те са дублирани, двата комплекта са дублирани, двете копия на шифъра са дублирани. Всяка, дори най-малко важната отделна клетка задължително има пълно (двойно) копие на кода за криптиране. Има едно изключение от това правило - редукционно делене или мейоза (фиг. 1; авторът е опростил малко описанието, за да го направи по-достъпно).

Един набор от хромозоми идва от бащата, един от майката. Нито случайността, нито съдбата могат да предотвратят това. Но когато проследите произхода на вашата наследственост обратно към вашите баба и дядо, въпросът се оказва различен. Например набор от хромозоми, който ми дойде от баща ми, по-специално хромозома № 5. Това ще бъде точно копие или на номер 5, който баща ми получи от баща си, или на номер 5, който той получи от майка си. Изходът на делото беше решен (с шанс 50:50). Абсолютно същата история може да се повтори по отношение на хромозоми № 1, 2, 3... 24 от бащиния ми набор и по отношение на всяка от майчините ми хромозоми.

Но ролята на случайността в смесването на наследствеността на дядо и баба в потомците е дори по-голяма, отколкото може да изглежда от предишното описание, в което мълчаливо се предполага или дори директно се посочва, че определени хромозомиидва като цяло или от баба, или от дядо; с други думи, че единичните хромозоми са пристигнали неразделени. В действителност това не е или не винаги е така. Преди да се разделят в редукционно разделение, да речем, това, което се е случило в бащиното тяло, всеки две „хомоложни“ хромозоми влизат в близък контакт една с друга и понякога обменят значителни части от себе си една с друга (фиг. 2). Феноменът на кросинговъра, тъй като не е твърде рядък, но не и твърде често, ни предоставя най-ценната информация за местоположението на свойствата в хромозомите.

ориз. 2. Преминаване. Вляво - две хомоложни хромозоми в контакт; вдясно - след размяна и делба.

Максимален размер на ген.Ген - материален носител на определена наследствена черта - е равен на куб със страна 300 . 300 е само около 100 или 150 атомни разстояния, така че генът съдържа не повече от милион или няколко милиона атома. Според статистическата физика, такъв брой е твърде малък (от гледна точка), за да определи подредено и редовно поведение.

ГлаваIII. Мутации

Сега определено знаем, че Дарвин е грешал, когато е вярвал, че материалът, върху който работи естественият подбор, са малките, непрекъснати, случайни промени, които със сигурност ще се появят дори в най-хомогенната популация. Защото е доказано, че тези изменения не са наследствени. Ако вземете реколта от чист ечемик и измерите дължината на осилието на всеки клас и след това начертаете резултата от вашата статистика, ще получите крива с форма на камбана (Фигура 3). На тази фигура броят на ушите с определена дължина на осила е нанесен спрямо съответната дължина на осила. С други думи, известната средна дължина на шиповете преобладава и отклоненията в двете посоки се появяват с определени честоти. Сега изберете група класове, означени в черно, с оси, забележимо по-дълги от средните, но група, достатъчно голяма, че когато се засее на полето, ще даде нова реколта. В статистически експеримент като този Дарвин би очаквал кривата да се измести надясно за нова реколта. С други думи, той би очаквал селекцията да доведе до увеличаване на средния размер на остилата. Реално обаче това няма да се случи.

ориз. 3. Статистика на дължината на осилието при чист клас ечемик. Черната група трябва да бъде избрана за засяване

Селекцията е неуспешна, защото малките непрекъснати разлики не се наследяват. Те очевидно не се определят от структурата на наследственото вещество, те са случайни. Холандецът Уго де Врис откри, че в потомството дори на напълно чистокръвни линии се появява много малък брой индивиди - да речем, два или три на десетки хиляди - с малки, но „скокообразни“ промени. Изразът „спазматичен“ тук не означава, че промените са много значителни, а само факта на прекъсване, тъй като няма междинни форми между непроменените индивиди и малкото променени. De-Vries го нарече мутация. Съществената особеност тук е именно прекъснатостта. Във физиката прилича на квантовата теория - там също няма междинни стъпала между две съседни енергийни нива.

Мутациите се наследяват, както и оригиналните непроменени характеристики. Мутацията определено е промяна в наследствения багаж и трябва да се дължи на някаква промяна в наследствената субстанция. Поради способността си действително да се предават на потомците, мутациите също служат като подходящ материал за естествения подбор, който може да работи върху тях и да произведе видове, както е описано от Дарвин, елиминирайки неадаптираните и запазвайки най-приспособените.

Специфична мутация се причинява от промяна в определена област на една от хромозомите. Знаем със сигурност, че тази промяна се случва само в една хромозома и не се случва едновременно в съответния „локус“ ​​на хомоложната хромозома (фиг. 4). При мутантен индивид двете „копия на кода за криптиране“ вече не са еднакви; те представляват две различни "интерпретации" или две "версии".

ориз. 4. Хетерозиготен мутант. Кръстът маркира мутирал ген

Версията, следвана от индивида, се нарича доминантна, противоположната се нарича рецесивна; с други думи, една мутация се нарича доминантна или рецесивна в зависимост от това дали показва ефекта си веднага или не. Рецесивните мутации са дори по-чести от доминантните мутации и могат да бъдат доста важни, въпреки че не се откриват веднага. За да се променят свойствата на даден организъм, те трябва да присъстват и на двете хромозоми (фиг. 5).

ориз. 5. Хомозиготен мутант, получен в една четвърт от потомството чрез самооплождане на хетерозиготни мутанти (виж фиг. 4) или чрез кръстосването им един с друг

Версията на кода за криптиране - била тя оригинална или мутантна - обикновено се обозначава с термина алел. Когато версиите са различни, както е показано на фиг. 4 се казва, че индивидът е хетерозиготен за този локус. Когато те са еднакви, както например при немутирани индивиди или в случая, показан на фиг. 5, те се наричат ​​хомозиготни. По този начин, рецесивните алели засягат черти само в хомозиготно състояние, докато доминантните алели произвеждат една и съща черта както в хомозиготно, така и в хетерозиготно състояние.

Индивидите могат да бъдат напълно сходни на външен вид и въпреки това да се различават наследствено. Генетикът казва, че индивидите имат еднакъв фенотип, но различни генотипове. Следователно съдържанието на предишните параграфи може да бъде обобщено с кратки, но силно технически термини: рецесивен алел засяга фенотипа само когато генотипът е хомозиготен.

Процентът на мутациите в потомството - така нареченият процент на мутации - може да се увеличи многократно в сравнение с естествения процент на мутация, ако родителите са осветени X-лъчи или γ - лъчи. Причинените по този начин мутации не се различават по нищо (с изключение на по-високата си честота) от тези, които възникват спонтанно.

ГлаваIV. Данни от квантовата механика

В светлината на съвременното познание механизмът на наследствеността е тясно свързан с основата на квантовата теория. Най-голямото откритие на квантовата теория бяха нейните дискретни характеристики. Първият случай от този вид се отнася до енергетиката. Голямото тяло променя енергията си непрекъснато. Например, махало, което започва да се люлее, постепенно се забавя поради съпротивлението на въздуха. Въпреки че това е доста странно, трябва да приемем, че система с размер на атомен ред се държи по различен начин. Една малка система, по самата си същност, може да бъде в състояния, които се различават само в дискретни количества енергия, наречени нейни специфични енергийни нива. Преходът от едно състояние в друго е донякъде мистериозен феномен, обикновено наричан „квантов скок“.

Сред прекъснатите серии от състояния на система от атоми не е необходимо, но все пак е възможно да съществува най-ниското ниво, което включва близкото приближаване на ядрата едно към друго. Атомите в това състояние образуват молекула. Молекулата ще има известна стабилност; нейната конфигурация не може да се промени, поне докато не бъде снабдена отвън с енергийната разлика, необходима за „повдигане“ на молекулата до най-близкото, по-високо ниво. Така тази разлика в нивата, която е напълно определена величина, характеризира количествено степента на стабилност на молекулата.

При всяка температура (над абсолютната нула) има известна, по-голяма или по-малка, вероятност за издигане до ново ниво и тази вероятност, разбира се, се увеличава с повишаване на температурата. Най-добрият начин да изразите тази вероятност е да посочите средното време, което трябва да се изчака, докато настъпи покачване, тоест да посочите „времето на изчакване“. Времето на изчакване зависи от съотношението на две енергии: енергийната разлика, необходима за изкачване (W), и интензивността на топлинното движение при дадена температура (означена с T абсолютна температураи чрез kT тази характеристика; k – константа на Болцман; 3/2kT представлява средната стойност кинетична енергиягазов атом при температура Т).

Изненадващо е колко зависи времето за изчакване от относително малки промени в съотношението W:kT. Например, за W, което е 30 пъти по-голямо от kT, времето на изчакване ще бъде само 1/10 от секундата, но то нараства до 16 месеца, когато W е 50 пъти по-голямо от kT, и до 30 000 години, когато W е 60 пъти по-голямо kT.

Причината за чувствителността е, че времето на изчакване, нека го наречем t, зависи от съотношението W:kT като степенна функция, т.е.

τ - някаква малка константа от порядъка на 10–13 или 10–14 секунди. Този фактор има физическо значение. Стойността му съответства на порядъка на периода на колебания, които се случват в системата през цялото време. Най-общо казано, можете да кажете: този фактор означава, че вероятността за натрупване на необходимото количество W, макар и много малка, се повтаря отново и отново „при всяка вибрация“, т.е. около 10 13 или 10 14 пъти през всяка секунда.

Функцията за мощност не е случайна характеристика. Повтаря се отново и отново в статистическата теория на топлината, образувайки, така да се каже, нейния гръбнак. Това е мярка за невероятността количество енергия, равно на W, да може да се натрупа случайно в някаква конкретна част от системата и именно тази невероятност нараства толкова много, когато се изисква средната енергия kT да бъде многократно по-голяма от средна енергия за преодоляване на прага W.

Предлагайки тези съображения като теория за молекулярната стабилност, ние мълчаливо приехме, че квантовият скок, който наричаме „изкачване“, води, ако не до пълно разпадане, то поне до значително различна конфигурация на същите атоми - до изомерна молекула , както беше казано, би бил химик, тоест към молекула, състояща се от същите атоми, но в различна подредба (в приложение към биологията това може да представлява нов „алел“ на същия „место“ и квантов скок би съответствало на мутация).

Химикът знае, че една и съща група атоми може да се комбинира по повече от един начин, за да образува молекули. Такива молекули се наричат ​​изомерни, т.е. състоящи се от едни и същи части (фиг. 6).

Забележителният факт е, че и двете молекули са много стабилни - и двете се държат така, сякаш са "най-ниското ниво". Няма спонтанни преходи от едно състояние в друго. Когато се прилага към биологията, ние ще се интересуваме само от преходи от този „изомерен“ тип, когато енергията, необходима за прехода (количеството, обозначено с W), всъщност не е разлика в нивата, а стъпка от първоначалното ниво до праг (вижте стрелките на фиг. 7). Преходите без праг между началното и крайното състояние изобщо не представляват интерес и то не само по отношение на биологията. Те наистина не променят нищо относно химическата стабилност на молекулите. защо Те нямат траен ефект и остават незабелязани. Защото когато се появят, те са почти веднага последвани от връщане към първоначалното състояние, тъй като нищо не пречи на такова връщане.

ориз. 7. Енергиен праг 3 между изомерни нива 1 и 2. Стрелките показват минималната енергия, необходима за прехода.

ГлаваV. Обсъждане и проверка на модела на Делбрюк

Ние ще приемем, че по своята структура генът е гигантска молекула, която е способна само на периодични промени, възлизащи на пренареждане на атоми, за да образуват изомерна молекула (за удобство продължавам да наричам това изомерен преход, въпреки че би било абсурдно да се изключи възможността за всякакъв обмен с среда). Енергийните прагове, отделящи дадена конфигурация от всякакви възможни изомерни, трябва да бъдат достатъчно високи (спрямо средната топлинна енергия на атом), за да направят преходите редки събития. Ние ще идентифицираме тези редки събития със спонтанни мутации.

Често се пита как такава малка частица материя - ядрото на оплодената яйцеклетка - може да съдържа сложен криптиращ код, който включва цялото бъдещо развитие на организма? Една добре подредена асоциация от атоми, надарена с достатъчна стабилност, за да поддържа своята подреденост за дълго време, изглежда е единствената възможна материална структура, в която разнообразието от възможни („изомерни“) комбинации е достатъчно голямо, за да съдържа сложна система от „определения“ в рамките на минимално пространство.

ГлаваVI. Ред, безпорядък и ентропия

От общата картина на наследствената материя, начертана в модела на Делбрюк, следва, че живата материя, въпреки че не избягва действието на установените до момента „закони на физиката“, очевидно съдържа в себе си неизвестни досега „други закони на физиката“. Нека се опитаме да разберем това. В първата глава беше обяснено, че законите на физиката, каквито ги познаваме, са статистически закони. Те са свързани с естествената тенденция на нещата да се разстройват.

Но за да съчетаем високата стабилност на носителите на наследствеността с техния малък размер и да заобиколим тенденцията към разстройство, трябваше да „изобретим молекула“, необичайно голяма молекула, която трябва да бъде шедьовър от силно диференциран ред, защитен с магическа пръчкаквантова теория. Законите на случайността не се обезценяват от това „изобретение“, но тяхното проявление се променя. Животът представлява подреденото и редовно поведение на материята, основано не само на тенденцията за преминаване от ред към безредие, но отчасти и на съществуването на ред, който се поддържа през цялото време.

Каква е характерната черта на живота? Когато говорим за част от материята, тя жива ли е? Когато продължава да "прави нещо", да се движи, да обменя вещества с околната среда и т.н. - и всичко това за по-дълго време, отколкото бихме очаквали неодушевено парче материя да прави при подобни условия. Ако нежива системаизолирайте или поставете в хомогенни условия, всяко движение обикновено много скоро спира в резултат на различни видове триене; разликите в електрическите или химичните потенциали се изравняват, веществата, които са склонни да образуват химични съединения, ги образуват, температурата става равномерна поради топлопроводимостта. След това системата като цяло избледнява, превръщайки се в мъртва инертна маса от материя. Достига се непроменливо състояние, в което не се случват забележими събития. Физикът нарича това състояние на термодинамично равновесие или „максимална ентропия“.

Именно защото тялото би избягвало строг преход към инертното състояние на „равновесие“, изглежда толкова мистериозно: толкова мистериозно, че от древни времена човешката мисъл е предполагала, че някаква специална, нефизическа, свръхестествена сила работи в тяло.

Как един жив организъм избягва прехода към равновесие? Отговорът е прост: чрез хранене, пиене, дишане и (в случай на растения) асимилация. Това се изразява със специален термин – метаболизъм (от гръцки – изменение или обмяна). Размяна на какво? Първоначално без съмнение се е имало предвид метаболизма. Но изглежда абсурдно, че именно метаболизмът е от съществено значение. Всеки атом на азот, кислород, сяра и др. толкова добър, колкото всеки друг от същия вид. Какво може да се постигне с тяхната размяна? Какво тогава е онова скъпоценно нещо, съдържащо се в нашата храна, което ни предпазва от смърт?

Всеки процес, явление, събитие, всичко, което се случва в природата означава увеличаване на ентропията в тази част на света, където се случва. По същия начин живият организъм непрекъснато увеличава своята ентропия - или, с други думи, произвежда положителна ентропия и по този начин се доближава до опасното състояние на максимална ентропия, което е смъртта. Той може да избегне това състояние, тоест да остане жив, само чрез постоянно извличане на отрицателна ентропия от околната среда. Отрицателната ентропия е това, с което тялото се храни. Или, казано по-малко парадоксално, основното в метаболизма е, че организмът успява да се освободи от цялата ентропия, която е принуден да произвежда, докато е жив.

Какво е ентропия? Това не е неясна концепция или идея, а измерима физическа величина. При абсолютна нулева температура (около –273°C) ентропията на всяко вещество е нула. Ако промените дадено вещество в друго състояние, тогава ентропията се увеличава с количество, изчислено чрез разделяне на всяка малка част от топлината, изразходвана по време на тази процедура, на абсолютната температура, при която тази топлина е била изразходвана. Например, когато разтопите твърдо вещество, ентропията се увеличава с топлината на топене, разделена на температурата при точката на топене. Можете да видите от това, че единицата, с която се измерва ентропията, е кал/°C. Много по-важна за нас е връзката на ентропията със статистическата концепция за ред и безпорядък, връзка, открита от изследванията на Болцман и Гибс в статистическата физика. То също е точна количествена връзка и се изразява

ентропия =кдневникг

Къде к- константа на Болцман и г- количествена мярка за атомно разстройство в разглежданото тяло.

Ако D е мярка за безпорядък, тогава реципрочната стойност 1/D може да се разглежда като мярка за ред. Тъй като логаритъма на 1/D е същият като отрицателния логаритъм на D, можем да напишем уравнението на Болцман по следния начин:

– (ентропия) =кдневник(1/D)

Сега неудобният израз „отрицателна ентропия“ може да бъде заменен с по-добър: ентропията, взета с отрицателен знак, сама по себе си е мярка за ред. Средство, чрез което тялото се поддържа постоянно на достатъчни нива високо ниворед (= достатъчно ниско ниво на ентропия), в действителност се състои в непрекъснато извличане на ред от неговата среда (за растенията техният собствен мощен източник на „отрицателна ентропия“ е, разбира се, слънчевата светлина).

ГлаваVIII. Животът основан ли е на законите на физиката?

Всичко, което знаем за структурата на живата материя, ни кара да очакваме, че дейността на живата материя не може да бъде сведена до обичайните закони на физиката. И не защото има някаква „нова сила“ или нещо друго, което контролира поведението на отделните атоми в живия организъм, а защото неговата структура е различна от всичко, което сме изучавали досега.

Физиката се управлява от статистически закони. В биологията срещаме съвсем различна ситуация. Една единствена група атоми, съществуваща само в един екземпляр, произвежда закономерни явления, чудодейно настроени едно спрямо друго и спрямо външната среда, според изключително фини закони.

Тук се натъкваме на явления, чието закономерно и естествено развитие се определя от „механизъм“, който е напълно различен от „механизма на вероятността“ на физиката. Във всяка клетка водещият принцип се съдържа в една атомна асоциация, съществуваща само в едно копие, и насочва събитията, които служат като модел на ред. Това не се наблюдава никъде, освен в живата материя. Физикът и химикът, изучавайки неживата материя, никога не са се сблъсквали с явления, които трябва да тълкуват по този начин. Такъв случай все още не е възникнал и следователно теорията не го покрива - нашата красива статистическа теория.

Подредеността, наблюдавана в разгръщането на жизнения процес, възниква от друг източник. Оказва се, че има два различни „механизма“, които могат да произведат подредени явления: „статистически механизъм“, който създава „ред от безпорядък“, и нов механизъм, който произвежда „ред извън ред“.

За да обясним това, трябва да отидем малко по-далеч и да въведем пояснение, да не кажем подобрение, в нашето предишно твърдение, че всички физични закони се основават на статистика. Това твърдение, повтаряно отново и отново, не можеше да не доведе до противоречия. Защото наистина има феномени отличителни чертикоито очевидно се основават на принципа "ред от ред" и изглежда нямат нищо общо със статистика или молекулярно разстройство.

Кога физическа системаразкрива „динамичен закон“ или „черти на часовниковия механизъм“? Квантовата теория дава кратък отговор на този въпрос, а именно при абсолютна нула температура. Когато температурата се приближи до нулата, молекулярното разстройство престава да влияе върху физическите явления. Това е известната „термична теорема“ на Валтер Нернст, на която понякога и не без основание се дава гръмкото име „Трети закон на термодинамиката“ (първият е принципът на запазване на енергията, вторият е принципът на ентропия). Не трябва да мислите, че винаги трябва да е много ниска температура. Дори при стайна температура ентропията играе изненадващо малка роля в много химични реакции.

За часовниците с махало стайната температура е практически еквивалентна на нула. Това е и причината да работят "динамично". Часовниците могат да функционират „динамично“, защото са изработени от твърди вещества, за да се избегнат разрушителните ефекти от термичното движение при нормални температури.

Мисля, че са необходими няколко думи, за да се формулират приликите между часовников механизъм и организъм. То просто и изключително се свежда до факта, че последното също е изградено около твърдо тяло - апериодичен кристал, образуващ наследствена субстанция, която не е основно обект на въздействието на произволно топлинно движение.

Епилог. За детерминизма и свободната воля

От изложеното по-горе става ясно, че пространствено-времевите процеси, протичащи в тялото на живо същество, които съответстват на неговото мислене, самосъзнание или друга дейност, са ако не напълно строго определени, то поне статистически. определен. Това неприятно усещане възниква, защото е прието да се мисли, че подобна концепция е в конфликт със свободната воля, чието съществуване се потвърждава от директна интроспекция. Затова нека да видим дали не можем да получим правилно и последователно заключение въз основа на следните две предпоставки:

1. Тялото ми функционира като чист механизъм, подчиняващ се на универсалните закони на природата.
2. Но от неоспорим пряк опит знам, че контролирам действията на тялото си и предвиждам резултатите от тези действия. Тези резултати могат да бъдат от голямо значение за определяне на моята съдба, в който случай аз се чувствам и съзнателно поемам пълна отговорност за действията си.

Авторът тук се изразява неточно, когато говори за местоположението на „свойствата“ или „характерите“ в хромозомата. Както самият той посочва по-нататък, хромозомата не съдържа самите свойства, а само определени материални структури (гени), разликите в които водят до модификации на определени свойства на целия организъм като цяло. Това трябва постоянно да се има предвид, защото Шрьодингер винаги използва в кратки срокове"свойства". - Забележка платно

Не разбрах съвсем този пасаж от Шрьодингер. Отбелязвам, че в послеслова, написан от преводача през 1947 г., философията на Шрьодингер е критикувана от гледна точка на марксизма-ленинизма... :) Забележка Багузина

Ервин Шрьодингер

Шрьодингер Ервин (1887-1961), австрийски физик-теоретик, един от създателите на квантовата механика, чуждестранен член-кореспондент (1928) и чуждестранен почетен член (1934) на Академията на науките на СССР. Разработва (1926) т.нар. вълнова механика, формулира своето основно уравнение (уравнението на Шрьодингер) и доказа своята идентичност с матричната версия на квантовата механика. Работи по кристалография, математическа физика, теория на относителността, биофизика. Нобелова награда (1933 г., заедно с П. А. М. Дирак).

Ервин Шрьодингер (1887-1961) - австрийски физик, чуждестранен член на Академията на науките на СССР (от 1934 г.), един от създателите на квантовата механика. През 1926 г. той открива основното (т.нар. вълново) уравнение на квантовата механика. Водещата физическа идея на Шрьодингер беше идеята за вълните на материята. В единната теория на полето и обобщената теория на гравитацията той се опита да докаже, че корпускулярната структура на материята, нейната прекъсваемост, произтичат от нейната вълнова структура, от непрекъснатостта. Едно от най-важните постижения на Шрьодингер е опитът (за разлика от витализма) да даде материалистическа интерпретация на феномените на живота от гледна точка на физиката. Тези идеи на Шрьодингер получиха плодотворно развитие в съвременната молекулярна биология.

Философски речник. Изд. I.T. Фролова. М., 1991, стр. 528.

Шрьодингер Ервин (12 август 1887 г., Виена - 4 януари 1961 г., пак там) - австрийски физик, един от създателите на квантовата механика.

Завършва Виенския университет (1910). От 1911 г. работи във Виенския университет.

През 1914-18 г. воюва на Южния фронт (в района на Триест). През 1920-21 г. - професор във Висшето техническо училище в Щутгарт и университета в Бреслау, професор в Цюрихския университет (1921-27) и Берлинския университет (1927-33). През 1933 г. емигрира във Великобритания, където е професор в СУ „Св.

Магдалена в Оксфорд (1933-36). През 1936 г. се завръща в родина, бил е професор в университета в Грац (1936-38). След аншлуса на Австрия от Германия той е уволнен през март 1938 г. поради политическа неблагонадеждност. От 1938 г. отново в емиграция; от октомври 1938 г. в Дъблин, през 1941-55 г. - директор на Института за висши изследвания в Дъблин, от 1956 г. - професор във Виенския университет. Член-кореспондент на Академията на науките на СССР (1928), почетен член (1934).Шрьодингер се ръководи от идеята за единството на физическата картина на света, която се проявява в изграждането на вълновата механика, в рамките на която Шрьодингер се надява да преодолее двойствеността вълна-частица въз основа на вълновото описание и в по-късни изследвания върху единна теория на полето. Шрьодингер беше не само голям теоретичен физик, но и необикновен мислител. В гръцката, китайската и индийската философия той се опита да „намери изгубените зърна на мъдростта“, които биха помогнали за преодоляване на кризата на концептуалния апарат на фундаменталните науки и разделянето на съвременното познание на много отделни дисциплини. През 1944 г. Шрьодингер публикува оригинално изследване на пресечната точка на физиката и биологията „Какво е животът от гледна точка на физиката?“ През 1948 г. изнася курс от лекции по гръцка философия в Лондонския университетски колеж, който формира основата на книгата му „Природата и гърците“ (1954 г.). Загрижен е за проблема за връзката между битието и съзнанието („Дух и материя“, 1958), науката и обществото (доклад в Пруската академия на науките „Обусловена ли е естествената наука от околната среда?“, 1932; книга „Наука“ и хуманизъм”, 1952). Шрьодингер също обсъжда проблемите на причинно-следствената връзка и законите на природата („Теория на науката и човека“, 1957; „Какъв е законът на природата?“, 1962). През 1949 г. е издадена негова стихосбирка.

Вя. П. Визгин, К. А. Томилин

Нова философска енциклопедия. В четири тома. / Институт по философия RAS. Научно изд. съвет: V.S. Степин, А.А. Гусейнов, Г.Ю. Семигин. М., Мисъл, 2010, том IV, с. 395-396.

Шрадингер, Ервин (1887-1961), австрийски физик, създател на вълновата механика, лауреат на Нобелова награда по физика 1933 г. (заедно с П. Дирак). Роден на 12 август 1887 г. във Виена. През 1910 г. завършва Виенския университет, но кариерата му на физик започва едва след като отбива военна служба през 1920 г. Работи във Виенския и Йенския университет, през 1920-1921 г. - професор във Висшето техническо училище в Щутгарт и Бреслау (сега Вроцлав), през 1921 г. - във Висшето техническо училище в Цюрих. През 1927 г., след като М. Планк се пенсионира, той получава катедрата по теоретична физика в Берлинския университет. През 1933 г., след като Хитлер идва на власт, той напуска отдела. През 1933-1935 г. - професор в Оксфордския университет, през 1936-1938 г. - в университета в Грац, през 1940 г. - професор в Кралската академия в Дъблин, след това директор на Института за висши изследвания, който той основава. През 1956 г. се завръща в Австрия и до края на живота си остава професор във Виенския университет.

Основните трудове на Шрьодингер са свързани с областите на статистическата физика, квантовата теория, квантовата механика и биофизиката. Въз основа на хипотезата на Л. де Бройл за вълните на материята и принципа на Хамилтън, той развива теория за движението на субатомните частици - вълнова механика, като въвежда вълнова функция (Y-функция), за да опише състоянието на тези частици. Той изведе основното уравнение на нерелативистичната квантова механика (уравнението на Шрьодингер) и даде решението му за често срещани случаи. Установява връзка между вълновата механика и матричната механика Хайзенберги доказаха физическата си самоличност.

Въпреки това Шрьодингер, подобно на Айнщайн, не смята квантовата теория за завършена. Той беше недоволен от двойното описание на субатомните обекти като вълни и частици и от вероятностния характер на всички прогнози на квантовата механика и се опита да изгради теория изключително по отношение на вълните. Мисловният експеримент на Шрьодингер е широко известен, който той предлага, за да илюстрира своите съмнения относно чисто вероятностния характер на квантово-механичната теория. Да кажем, че котка седи в запечатана кутия с инсталирано някакво смъртоносно устройство. Котката умира или остава жива в зависимост от това дали в даден момент капсулата с радиоактивно вещество излъчва частица, която активира устройството. След определено време котката всъщност ще бъде или мъртва, или жива. Следователно квантово-механичните прогнози трябва да представляват повече от „вероятността за наблюдение“ на съответните събития.

По-нататъшните изследвания на Шрьодингер са посветени на теорията на мезоните, термодинамиката и общата теория на относителността. Той многократно се опитва да изгради единна теория на полето. Шрьодингер също проявява голям интерес към биологията. Известната му популярна книга е публикувана през 1943 г какво е животът (Какво е животът?). В него той се опита да използва физически подходи и концепции за решаване на проблемите на живите същества, по-специално за установяване на природата на гените. Тази книга оказа значително влияние върху следвоенното поколение молекулярни биолози и биофизици, сред които Дж. Уотсън и Ф. Крик, създателите на модела на двойната спирала на ДНК.

Използвани са материали от енциклопедията „Светът около нас”.

Шрьодингер Ервин

Австрийският физик Ервин Шрьодингер е роден на 12 август 1887 г. във Виена. Баща му Рудолф Шрьодингер е собственик на фабрика за мушама. Ервин получава основното си образование у дома. През 1898 г. Шрьодингер постъпва в Академичната гимназия. През 1906 г. постъпва във Виенския университет. След като защитава докторската си дисертация през 1910 г., Шрьодингер става асистент на експерименталния физик Франц Екснер във 2-рия институт по физика на Виенския университет. През 1913 г. Шрьодингер и C.W.F. Колрауш получава наградата Хайтингер на Имперската академия на науките за експериментални изследвания на радия.

През 1920 г. Шрьодингер заминава за Германия, където става доцент в Техническия университет в Щутгарт. След един семестър той напуска Щутгарт и за кратко поема професорска длъжност в Бреслау (сега Вроцлав, Полша). След това Шрьодингер се премества в Швейцария и става редовен професор там. Той се опитва да приложи вълновото описание на електроните към изграждането на последователна квантова теория, която не е свързана с неадекватния модел на атома на Бор. Той възнамеряваше да доближи квантовата теория до класическата физика, която беше натрупала много примери за математически описания на вълните. Първият опит, направен от Шрьодингер през 1925 г., завършва с неуспех. Шрьодингер прави следващия си опит през 1926 г. Тя завърши с извеждането на вълновото уравнение на Шрьодингер, което предоставя математическо описание на материята от гледна точка на вълновата функция. Шрьодингер нарича своята теория вълнова механика. Решенията на вълновото уравнение са в съгласие с експерименталните наблюдения.

Шрьодингер показа, че вълновата механика и матричната механика са математически еквивалентни. Сега известни като квантова механика, тези две теории предоставят обща рамка за описание на квантовите явления. През 1927 г. Шрьодингер, по покана на Планк, става негов приемник в катедрата по теоретична физика в Берлинския университет.

През 1933 г. Шрьодингер и Дирак получават Нобелова награда за физика. Заедно с Айнщайн и де Бройл, Шрьодингер беше сред противниците на копенхагенската интерпретация на квантовата механика, тъй като беше отблъснат от нейната липса на детерминизъм. Тълкуването от Копенхаген се основава на съотношението на несигурността на Хайзенберг, според което позицията и скоростта на една частица не могат да бъдат точно известни едновременно.

През 1933 г. ученият напуска катедрата по теоретична физика в Берлинския университет. От Германия Шрьодингер отива в Оксфорд.

През 1936 г. Шрьодингер приема предложението и става професор в университета в Грац в Австрия, но през 1938 г., след анексирането на Австрия от Германия, той е принуден да напусне този пост, бягайки в Италия. След това се премества в Ирландия, където става професор по теоретична физика в Дъблинския институт за фундаментални изследвания и остава на този пост седемнадесет години. Шрьодингер пише няколко философски изследвания в Дъблин. Размишлявайки върху проблемите на прилагането на физиката в биологията, той излага идеята за молекулярен подход към изследването на гените, очертавайки я в книгата „Какво е животът? Физически аспекти на живата клетка“ (1944 г.). Шрьодингер публикува и том със своите стихове.

През 1956 г. той приема катедрата по теоретична физика във Виенския университет. Пенсионира се през 1958 г., когато е на седемдесет и една, и умира три години по-късно, на 4 януари 1961 г. във Виена.

Шрьодингер е награден със златен медал „Матеучи“ на Италианската национална академия на науките, с медал „Макс Планк“ на Германското физическо дружество и е награден с Орден за заслуги от германското правителство. Шрьодингер е бил почетен доктор от университетите в Гент, Дъблин и Единбург и е бил член на Папската академия на науките, Кралското общество в Лондон, Берлинската академия на науките, Академията на науките на СССР, Дъблинската академия на науките и Мадридската академия на науките.

Използван материал на уебсайта http://100top.ru/encyclopedia/

Прочетете още:

Философи, любители на мъдростта (биографичен указател).

Есета:

Abhandlungen zur Wellenmechanik. Lpz., 1928;

Gedichte. Бон, 1949 г.; Пространствено-времева структура. Cambr., 1950;

Разширяваща се Вселена. Cambr., 1956;

Любима работи по квантова механика. М., 1976;

Нови пътища във физиката. М., 1971;

какво е животътМ., 1972

Какво е животът от гледна точка на физиката? М., 1947;

Статистическа термодинамика. М., 1948;

Пространствено-времевата структура на Вселената. М., 1986;

Моят мироглед - “VF”, 1994, № 8, 10.

Литература:

Скот У. Т. Ервин Шрьодингер. Amherst, 1967; Малиновски А. А. В книгата: Шрьодингер Е. Какво е животът. М., 1947;

ХофманД. Ервин Шрьодингер. 50 години квантова механика. М., 1979.

Jammer M. Еволюция на понятията на квантовата механика. М., 1985

Ервин Шрьодингер (живот - 1887-1961) - австрийски физик, който е известен като един от създателите на квантовата механика. През 1933 г. получава Нобелова награда по физика. Ервин Шрьодингер е автор на основното уравнение в такъв раздел като нерелативистично. Днес е известно като уравнението на Шрьодингер.

Произход, ранни години

Виена е градът, в който са родени много изключителни хора, включително великият физик Ервин Шрьодингер. Кратка биографияТя все още е от голям интерес и в наше време, и то не само в научните среди. Баща му е Рудолф Шрьодингер, индустриалец и ботаник. Майка му е дъщеря на професор по химия в местния университет във Виена. Тя беше наполовина англичанка. Още като дете Ервин Шрьодингер, чиято снимка ще намерите в тази статия, научи английски, който знаеше заедно с немския. Майка му е лютеранка, а баща му е католик.

През 1906-1910 г., след като завършва гимназия, Ервин Шрьодингер учи при Ф. Хазенерл и Ф. С. Екснер. В младостта си той се интересува от произведенията на Шопенхауер. Това обяснява неговия интерес към философията, включително източната философия, теорията за цвета и възприятието, Веданта.

Служба, брак, работа като професор

Шрьодингер Ервин е служил като артилерийски офицер между 1914 и 1918 г. През 1920 г. Ервин се жени. Съпругата му беше А. Бертел. Той се запознава с бъдещата си съпруга в Seemach през лятото на 1913 г., когато провежда експерименти, свързани с. След това, през 1920 г., той става студент на M. Wien, който работи в университета в Йена. Година по-късно Ервин Шрьодингер започва работа в Щутгарт, където е доцент. Малко по-късно, през същата 1921 г., той се премества в Бреслау, където вече е редовен професор. През лятото Ервин Шрьодингер се премести в Цюрих.

Живот в Цюрих

Животът в този град беше много полезен за учения. Факт е, че Ервин Шрьодингер обичаше да посвещава времето си не само на науката. Интересни факти от живота на учения включват страстта му към ските и алпинизма. А планините, разположени наблизо, му предоставиха добра възможност да се отпусне в Цюрих. Освен това Шрьодингер общува с колегите си Пол Шерер, Питър Дебай и Херман Вайл, които са работили в Цюрихската политехника. Всичко това допринесе за научното творчество.

Времето на Ервин в Цюрих обаче е помрачено от сериозно заболяване през 1921-22 г. Ученият се разболява от белодробна туберкулоза, така че прекарва 9 месеца в швейцарските Алпи, в курортния град Ароза. Въпреки това годините в Цюрих бяха най-плодотворните за Ервин в творческо отношение. Именно тук той написва трудовете си по вълнова механика, които се превръщат в класика. Известно е, че Вайл много му помогна да преодолее математическите трудности, срещани от Ервин Шрьодингер.

Уравнение на Шрьодингер

През 1926 г. Ервин публикува много важна статия в научно списание. Той представи уравнение, което познаваме като уравнението на Шрьодингер. В тази статия (Quantisierung als Eigenwertproblem) той беше използван във връзка с проблема с водородния атом. С негова помощ Шрьодингер обяснява неговия спектър. Тази статия е една от най-важните във физиката на 20 век. В него Шрьодингер полага основите на ново направление в науката – вълновата механика.

Работа в Берлинския университет

Славата, която дойде при учения, му отвори пътя към престижния Берлински университет. Ервин стана кандидат за позицията на професор по теоретична физика. Този пост стана вакантен след пенсионирането на Макс Планк. Шрьодингер, преодолявайки съмненията си, прие това предложение. Започва задълженията си на 1 октомври 1927 г.

В Берлин Ервин намира съмишленици и приятели в лицето на Алберт Айнщайн, Макс Планк, Макс фон Лауе. Общуването с тях със сигурност е вдъхновило учения. Шрьодингер изнася лекции по физика в Берлинския университет, води семинари и колоквиум по физика. Освен това той участва в различни организационни дейности. Въпреки това, като цяло, Ервин се държеше за себе си. За това свидетелстват спомените на неговите съвременници, както и отсъствието на учениците му.

Ервин напуска Германия, Нобелова награда

През 1933 г., когато Хитлер идва на власт, Ервин Шрьодингер напуска Берлинския университет. Неговата биография, както можете да видите, е белязана от многобройни движения. Този път ученият просто не можеше да направи друго. През лятото на 1937 г. вече не младият Шрьодингер, който не иска да се подчинява на новия режим, решава да се премести. Трябва да се отбележи, че Шрьодингер никога не е изразявал открито своята опозиция срещу нацизма. Не искаше да се занимава с политика. Въпреки това в Германия по това време беше почти невъзможно да останеш аполитичен.

По това време Фредерик Линдеман, британски физик, посети Германия. Той покани Шрьодингер да си намери работа в Scientist; той отиде в Южен Тирол за лятна ваканция и никога не се върна в Берлин. Заедно със съпругата си той пристига в Оксфорд през октомври 1933 г. Скоро след пристигането си Ервин научава, че е удостоен с Нобелова награда (заедно с П. Дирак).

Работа в Оксфорд

Шрьодингер в Оксфорд беше стипендиант на Магдален колеж. Той нямаше преподавателски задължения. Заедно с други емигранти ученият получава подкрепа от компанията Имперска химическа индустрия. Той обаче не можа да свикне с необичайната среда на този университет. Една от причините е липсата на интерес към съвременната физика в образователна институция, фокусирана предимно върху традиционни богословски и хуманитарни дисциплини. Това кара Шрьодингер да смята, че не заслужава толкова висока заплата и позиция. Друг аспект на дискомфорта на учения бяха особеностите на социалния живот, който беше пълен с формалности и условности. Това ограничава свободата на Шрьодингер, както той сам признава. Всички тези и други трудности, както и закриването на програмата за финансиране през 1936 г., принуждават Ервин да обмисли предложения за работа. След като Шрьодингер посещава Единбург, той решава да се върне в родината си.

Завръщане в родината

През есента на 1936 г. ученият започва работа в университета в Грац като професор по теоретична физика. Престоят му в Австрия обаче е кратък. През март 1938 г. страната е аншлюсирана и става част от нацистка Германия. Ученият, като се възползва от съвета на ректора на университета, написа писмо за помирение, в което изрази готовността си да се примири с новото правителство. На 30 март той беше публикуван и предизвика негативна реакция сред колеги емигранти. Тези мерки обаче не помогнаха на Ервин. Поради политическа неблагонадеждност е освободен от длъжност. Правна информацияШрьодингер го получава през август 1938 г.

Рим и Дъблин

Ученият заминава за Рим, тъй като тогава фашистка Италия е единствената държава, която не изисква виза за влизане (може и да не е била дадена на Ервин). По това време Шрьодингер се е свързал с Иймън де Валера, министър-председателя на Ирландия. Той е математик по образование и решава да създаде ново учебно заведение в Дъблин. Де Валера получава транзитна виза за Ервин и съпругата му, която им позволява да пътуват из Европа. Така те пристигат в Оксфорд през есента на 1938 г. Докато тече организационна работа по откриването на института в Дъблин, Ервин заема временна позиция в Гент, Белгия. Тази публикация е финансирана от Фондация Франки.

Именно тук Втората световна война застига учения. Намесата на де Валера помогна на Ервин (който след аншлуса се смяташе за гражданин на Германия, тоест вражеска страна) да премине през Англия. Пристига на 7 октомври 1939 г.

Работа в Дъблинския институт, последните години от живота

Дъблинският институт за висши изследвания е официално открит през юни 1940 г. Ервин е първият професор в катедрата по теоретична физика, една от двете първоначални катедри. Освен това е назначен за директор на института. Други служители, които се появиха по-късно (сред тях бяха В. Хайтлер, Л. Яноси и К. Ланцос, както и много млади физици), можеха да се посветят изцяло на изследователската работа.

Ервин води семинар, изнася лекции и инициира летни училища в института, в които участват най-изявените физици в Европа. Основният научен интерес на Шрьодингер през ирландските години е теорията на гравитацията, както и въпроси, които се намират в пресечната точка на две науки - физика и биология. През 1940-45г. и от 1949 до 1956 г. ученият е директор на катедрата по теоретична физика. Тогава решава да се върне в родината си и започва работа във Виенския университет като професор по теоретична физика. След 2 години ученият, който по това време често боледуваше, реши да се пенсионира.

Шрьодингер прекарва последните години от живота си в Алпбах, тиролско село. Ученият почина поради обостряне на туберкулоза в болница във Виена. Това се случва на 4 януари 1961 г. Ервин Шрьодингер е погребан в Алпбах.

Котката на Шрьодингер

Вероятно вече сте чували за съществуването на този феномен. Но хората, далеч от науката, обикновено знаят малко за това. Струва си да се говори за това, тъй като Ервин Шрьодингер направи много важно и интересно откритие.

„Котката на Шрьодингер“ е известен мисловен експеримент, проведен от Ервин. Ученият искаше да го използва, за да покаже, че квантовата механика е непълна, когато преминава от субатомни частици към макроскопични системи.

Статията на Ервин, описваща този експеримент, се появява през 1935 г. Той използва техниката на сравнение, може дори да се каже персонификация, за обяснение. Ученият пише, че има котка и кутия, в която има механизъм, съдържащ контейнер с отровен газ и радиоактивно атомно ядро. В експеримента параметрите са избрани така, че разпадането на ядрото с вероятност от 50% да се случи след час. Ако се разпадне, газовият контейнер ще се отвори и котката ще умре. Ако обаче това не се случи, животното ще живее.

Резултати от експеримента

И така, нека оставим животното в кутията, изчакаме един час и зададем въпроса: котката жива ли е или не? Според квантовата механика атомното ядро ​​(и следователно животното) е едновременно във всички състояния (квантова суперпозиция). Системата „котка-ядро“ преди отваряне на кутията беше с 50% вероятност в състояние „котката е мъртва, ядрото се е разпаднало“ и с 50% вероятност „котката е жива, ядрото не се е разпаднало“. Оказва се, че животното вътре хем е мъртво, хем не е.

Според котката тя все още ще бъде или жива, или мъртва, без междинни състояния. Състоянието на разпад на ядрото се избира не когато кутията е отворена, а когато ядрото удари детектора. В крайна сметка намаляването в този случай е свързано не с наблюдателя на кутията (човек), а с наблюдателя на ядрото (детектора).

Ето един интересен експеримент, проведен от Ервин Шрьодингер. Неговите открития дадоха тласък на по-нататъшното развитие на физиката. В заключение бих искал да цитирам две твърдения, на които той е автор:

• "Настоящето е единственото нещо, което няма край."
• "Вървя срещу течението, но посоката на течението ще се промени."

Това завършва нашето запознанство с великия физик, чието име е Ервин Шрьодингер. Цитатите, дадени по-горе, ни позволяват да разкрием малко неговия вътрешен свят.