Cientista Schrodinger. Erwin Schrodinger

O dia 12 de agosto marca o 126º aniversário do nascimento do notável físico, um dos “pais” da mecânica quântica Erwin Schrodinger. Há várias décadas, a “equação de Schrödinger” tem sido um dos conceitos básicos da física atômica. É importante notar que não foi a equação que trouxe a verdadeira fama a Schrödinger, mas o experimento mental que ele inventou com o nome francamente não físico de “Gato de Schrödinger”. O gato, um objeto macroscópico que não pode estar vivo e morto, personificou o desacordo de Schrödinger com a interpretação de Copenhague da mecânica quântica (e pessoalmente com Niels Bohr).

Páginas de biografia

Erwin Schrödinger nasceu em Viena; seu pai, proprietário de uma fábrica de oleados, era um respeitado cientista amador e serviu como presidente da Sociedade Botânico-Zoológica de Viena. O avô materno de Schrödinger era Alexander Bauer, um químico famoso.

Depois de se formar no prestigioso Ginásio Acadêmico em 1906 (focado principalmente no estudo de latim e grego), Schrödinger ingressou na Universidade de Viena. Os biógrafos de Schrödinger observam que o estudo de línguas antigas, contribuindo para o desenvolvimento da lógica e das habilidades analíticas, ajudou Schrödinger a dominar facilmente os cursos universitários de física e matemática. Fluente em latim e grego antigo, lia as grandes obras da literatura mundial na língua original, enquanto seu inglês era praticamente fluente e, além disso, falava francês, espanhol e italiano.

Sua primeira pesquisa científica foi no campo da física experimental. Assim, em seu trabalho de pós-graduação, Schrödinger estudou o efeito da umidade na condutividade elétrica do vidro, da ebonita e do âmbar. Depois de se formar na universidade, Schrödinger serviu no exército por um ano, após o qual começou a trabalhar em sua alma mater como assistente na oficina de física. Em 1913, Schrödinger estudou a radioatividade atmosférica e a eletricidade atmosférica. Por estes estudos, a Academia Austríaca de Ciências conceder-lhe-ia o Prémio Heitinger sete anos depois.

Em 1921, Schrödinger tornou-se professor de física teórica na Universidade de Zurique, onde criou a mecânica ondulatória que o tornou famoso. Em 1927, Schrödinger aceitou a oferta para chefiar o departamento de física teórica da Universidade de Berlim (após a aposentadoria de Max Planck, que chefiava o departamento). Berlim na década de 1920 era o centro intelectual da física mundial, status que perdeu irrevogavelmente depois que os nazistas chegaram ao poder em 1933. As leis anti-semitas aprovadas pelos nazistas não afetaram nem o próprio Schrödinger nem os membros de sua família. No entanto, ele deixa a Alemanha, vinculando formalmente a sua saída da capital alemã com um período sabático. No entanto, as implicações do “sabático” do Professor Schrödinger para as autoridades eram óbvias. Ele mesmo comentou sua saída de forma extremamente sucinta: “Não suporto quando as pessoas me importunam por causa de política”.

Em outubro de 1933, Schrödinger começou a trabalhar na Universidade de Oxford. No mesmo ano, ele e Paul Dirac receberam o Prêmio Nobel de Física de 1933 “em reconhecimento aos seus serviços no desenvolvimento e desenvolvimento de novas e frutíferas formulações da teoria atômica”. Um ano antes do início da Segunda Guerra Mundial, Schrödinger aceita a oferta do Primeiro Ministro da Irlanda de se mudar para Dublin. De Valera, chefe do governo irlandês e matemático de formação, organiza o Instituto de Estudos Superiores em Dublin, e o Prêmio Nobel Erwin Schrödinger torna-se um de seus primeiros funcionários.

Schrödinger deixou Dublin apenas em 1956. Após a retirada das forças de ocupação da Áustria e a conclusão do Tratado de Estado, regressou a Viena, onde recebeu um cargo pessoal como professor na Universidade de Viena. Em 1957 aposentou-se e morou em sua casa no Tirol. Erwin Schrödinger morreu em 4 de janeiro de 1961.

Mecânica das ondas por Erwin Schrödinger

Em 1913 - Schrödinger estudava então a radioatividade da atmosfera terrestre - a Philosophical Magazine publicou uma série de artigos de Niels Bohr "Sobre a estrutura do átomo e das moléculas". Foi nesses artigos que foi apresentada a teoria do átomo semelhante ao hidrogênio, baseada nos famosos “postulados de Bohr”. De acordo com um postulado, o átomo irradiava energia apenas durante a transição entre estados estacionários; de acordo com outro postulado, um elétron em órbita estacionária não emitia energia. Os postulados de Bohr contradiziam os princípios básicos da eletrodinâmica de Maxwell. Sendo um firme defensor da física clássica, Schrödinger era muito cauteloso com as ideias de Bohr, observando, em particular: “Não consigo imaginar que um elétron salte como uma pulga”.

Schrödinger foi ajudado a encontrar seu próprio caminho na física quântica pelo físico francês Louis de Broglie, em cuja dissertação de 1924 a ideia da natureza ondulatória da matéria foi formulada pela primeira vez. Segundo esta ideia, elogiada pelo próprio Albert Einstein, todo objeto material pode ser caracterizado por um comprimento de onda específico. Em uma série de artigos de Schrödinger publicados em 1926, as ideias de de Broglie foram usadas para desenvolver a mecânica ondulatória, que se baseava na "equação de Schrödinger" - uma equação diferencial de segunda ordem escrita para a chamada "função de onda". Os físicos quânticos tiveram assim a oportunidade de resolver problemas de seu interesse na linguagem das equações diferenciais que lhes são familiares. Ao mesmo tempo, surgiram sérias diferenças entre Schrödinger e Bohr no que diz respeito à interpretação da função de onda. Defensor da clareza, Schrödinger acreditava que a função de onda descreve a propagação semelhante a uma onda da carga elétrica negativa de um elétron. A posição de Bohr e seus apoiadores foi apresentada por Max Born com sua interpretação estatística da função de onda. Segundo Born, o quadrado do módulo da função de onda determinava a probabilidade de a micropartícula descrita por esta função estar localizada em um determinado ponto do espaço. Foi esta visão da função de onda que se tornou parte da chamada interpretação de Copenhaga da mecânica quântica (lembre-se que Niels Bohr viveu e trabalhou em Copenhaga). A interpretação de Copenhague considerava os conceitos de probabilidade e indeterminismo como parte integrante da mecânica quântica, e a maioria dos físicos ficou bastante satisfeita com a interpretação de Copenhague. Schrödinger, no entanto, permaneceu como seu oponente irreconciliável até o fim de seus dias.

Schrödinger apresentou uma experiência mental em que os “actores” são objectos microscópicos (átomos radioactivos) e um objecto completamente macroscópico – um gato vivo – para demonstrar tão claramente quanto possível a vulnerabilidade da interpretação de Copenhaga da mecânica quântica. Schrödinger descreveu o experimento em si em um artigo publicado em 1935 pela revista Naturwissenshaften. A essência do experimento mental é a seguinte. Que haja um gato em uma caixa fechada. Além disso, a caixa contém vários núcleos radioativos, bem como um recipiente contendo gás venenoso. De acordo com as condições experimentais, o núcleo atômico decai em uma hora com probabilidade de ½. Se ocorreu a decomposição, então, sob a influência da radiação, é ativado um certo mecanismo que rompe o vaso. Nesse caso, o gato inala o gás venenoso e morre. Se seguirmos a posição de Niels Bohr e seus apoiadores, então, de acordo com a mecânica quântica, é impossível dizer sobre um núcleo radioativo inobservável se ele decaiu ou não. Na situação do experimento mental que estamos considerando, segue-se que - se a caixa não estiver aberta e ninguém estiver olhando para o gato - ele está vivo e morto. A aparência do gato – sem dúvida um objeto macroscópico – é um detalhe fundamental no experimento mental de Erwin Schrödinger. O fato é que em relação ao núcleo atômico - que é um objeto microscópico - Niels Bohr e seus defensores admitem a possibilidade da existência de um estado misto (na linguagem da mecânica quântica - uma superposição de dois estados do núcleo). Em relação a um gato, tal conceito claramente não pode ser aplicado, uma vez que não existe um estado intermediário entre a vida e a morte. De tudo isso segue-se que o núcleo atômico deve estar decaído ou não decaído. O que, de um modo geral, contradiz as afirmações de Niels Bohr (em relação a um núcleo inobservável não se pode dizer se decaiu ou não), às quais Schrödinger se opôs.

Físico teórico austríaco.

Vencedor do Prêmio Nobel de Física.

Conclusão Erwin Schrodinger a hipótese contribuiu para sua equação Luís de Broglie.

“Em 1927, uma situação dramática se desenvolveu na física quântica - era um drama de ideias.
Schrödinger estava convencido de que a base do conhecimento sobre os processos quânticos deveria ser o conceito de ondas contínuas.
Heisenberg mas ele estava convencido do contrário - o conceito de eventos discretos, saltos quânticos, deveria ser tomado como base para a nova mecânica quântica.
Ambos agiram de acordo com o princípio da redução. Apenas Schrödinger procurou reduzir tudo à continuidade, Heisenberg insistiu na possibilidade de reduzir tudo à discrição.
Bor Não não poderia assumir nem uma nem outra posição.
Ele procurou construir a teoria quântica de tal forma que tanto os processos discretos quanto os contínuos fossem organicamente incluídos na imagem dos processos naturais.”

Ovchinnikov N.F., Princípios metodológicos na história do pensamento científico, M., “Editorial URSS”, 1997, p. 185-186.

«… Schrödinger estabeleceu-se em Dublin. Em 1944, foi publicado seu livro “O que é a vida?”. é uma tentativa fascinante, mas malsucedida, de aplicar a física quântica aos organismos vivos. Suas ideias baseavam-se no conceito de “negentropia” - a tendência dos seres vivos de desobedecer à segunda lei da termodinâmica (ou de alguma forma contornar seu efeito). Schrödinger enfatizou que os genes dos seres vivos devem ser moléculas complexas contendo instruções codificadas. Essas moléculas hoje são chamadas de DNA, mas sua estrutura só foi descoberta em 1953 Francisco Crick E James Watson, inspirado - em parte - por Schrödinger. Na Irlanda, Schrödinger manteve a sua atitude aberta em relação à sexualidade, relacionando-se com estudantes do sexo feminino e tornando-se pai de dois filhos de mães diferentes.”

Ian Stewart, Verdade e Beleza: Uma História Mundial de Simetria, M., “Astrel”; “Corpo”, 2010, pág. 318-319.

Erwin Schrodinger no livro: O que é a vida, do ponto de vista de um físico? “... mostrou que o trabalho contra a entropia não pode ser feito de outra forma senão através do “consumo da ordem”, ou seja, ao custo de um aumento na entropia de outros sistemas. Com abundância externa, os sistemas abertos de desequilíbrio aumentam o volume do trabalho antientrópico, capturando o espaço da atividade vital na medida do possível. Mais cedo ou mais tarde, o crescimento extensivo leva ao esgotamento dos recursos disponíveis – e como resultado, intensifica-se uma crise específica na relação entre o sistema de desequilíbrio e o ambiente.”

Panov A.D. , Invariantes da evolução universal e evolução no Multiverso, em Sat.: Evolucionismo universal e problemas globais/ Rep. ed.: V.V. Kazyutinsky, E.A. Mamchur, M., Instituto de Filosofia RAS, 2007, p. 67.

“... Há uma tendência a esquecer que todas as ciências naturais estão ligadas à cultura humana universal e que as descobertas científicas, mesmo aquelas que parecem neste momento ser as mais avançadas e acessíveis à compreensão de um grupo seleto, ainda são sem significado fora seu contexto cultural . Aquela ciência teórica que não reconhece que as suas construções, as mais relevantes e importantes, servem em última instância para serem incluídas em conceitos destinados à assimilação confiável pelo estrato educado da sociedade e à transformação em parte orgânica do quadro geral do mundo; ciência teórica, repito, cujos representantes incutem ideias uns nos outros numa linguagem que, na melhor das hipóteses, é compreensível apenas para um pequeno grupo de companheiros de viagem próximos - tal ciência certamente romperá com o resto da cultura humana; no futuro, está fadado à impotência e à paralisia, por mais tempo que continue e por mais obstinadamente que este estilo seja mantido por uns poucos seletos, dentro desses grupos isolados de especialistas.”

Erwin Schrödinger, Existem saltos quânticos? / Trabalhos selecionados sobre mecânica quântica, M., “Nauka”, 1976, p. 261.

“Sentimos claramente que só agora estamos começando a adquirir material confiável para unir tudo o que sabemos em um todo, mas, por outro lado, está se tornando quase impossível para uma mente dominar mais do que uma pequena parte especializada da ciência. Não vejo saída para esta situação... a menos que alguns de nós ousemos empreender uma síntese de factos e teorias, embora o nosso conhecimento em algumas destas áreas seja, neste caso, incompleto..."

Erwin Schrödinger, O que é a vida do ponto de vista de um físico, M., Atomizdat, 1972, p. 10-11.

Erwin Schrodinger introduziu o termo na circulação científica "objetividade da descrição", isto é, a capacidade de uma teoria científica de descrever a realidade sem links para observador...

Erwin Schrodinger sabia seis línguas.

Noto que na URSS um biólogo A.A. Malinovsky(filho A.A. Bogdanov) “...por minha própria conta e risco, traduzi e publiquei um livro pequeno, mas extraordinariamente profundo, de um dos fundadores da mecânica quântica Erwin Schrodinger"O que é a vida? Do ponto de vista de um físico”, pelo qual foi submetido a abusos venenosos por parte de Lysenko, foi expulso do trabalho, e só depois de três anos de provação é que o famoso oftalmologista Filatov, de Odessa, se atreveu a levá-lo para trabalhar.”

Katsura A.V., Em busca de um lençol branco, M., “Rainbow”, 2000, p. 189.

Erwin Schrödinger (vida - 1887-1961) - Físico austríaco conhecido como um dos criadores da mecânica quântica. Em 1933 recebeu o Prêmio Nobel de Física. Erwin Schrödinger é o autor da equação principal em uma seção como não relativística. É conhecida hoje como equação de Schrödinger.

Origem, primeiros anos

Viena é a cidade onde nasceram muitas pessoas notáveis, incluindo o grande físico Erwin Schrödinger. Curta biografia Ainda é de grande interesse em nosso tempo, e não apenas nos meios científicos. Seu pai era Rudolf Schrödinger, industrial e botânico. Sua mãe era filha de um professor de química da Universidade local de Viena. Ela era meio inglesa. Ainda criança, Erwin Schrödinger, cuja foto você encontrará neste artigo, aprendeu inglês, que conhecia junto com o alemão. Sua mãe era luterana e seu pai católico.

Em 1906-1910, após terminar o ensino médio, Erwin Schrödinger estudou com F. Hasenerl e F. S. Exner. Na juventude se interessou pelas obras de Schopenhauer. Isso explica seu interesse pela filosofia, incluindo a filosofia oriental, a teoria da cor e da percepção, o Vedanta.

Serviço, casamento, trabalho como professor

Erwin Schrödinger serviu como oficial de artilharia de 1914 a 1918. Em 1920, Erwin se casou. Sua esposa era A. Bertel. Ele conheceu sua futura esposa em Seemach no verão de 1913, quando realizava experimentos relacionados a Então, em 1920, tornou-se aluno de M. Wien, que trabalhava na Universidade de Jena. Um ano depois, Erwin Schrödinger começou a trabalhar em Stuttgart, onde foi professor associado. Um pouco mais tarde, no mesmo 1921, mudou-se para Breslau, onde já era professor titular. No verão, Erwin Schrödinger mudou-se para Zurique.

A vida em Zurique

A vida nesta cidade foi muito benéfica para o cientista. O fato é que Erwin Schrödinger gostava de dedicar seu tempo não apenas à ciência. Fatos interessantes da vida do cientista incluem sua paixão pelo esqui e pelo montanhismo. E as montanhas próximas proporcionaram-lhe uma boa oportunidade para relaxar em Zurique. Além disso, Schrödinger comunicou-se com seus colegas Paul Scherrer, Peter Debye e Hermann Weil, que trabalharam na Politécnica de Zurique. Tudo isso contribuiu para a criatividade científica.

No entanto, a estada de Erwin em Zurique foi marcada por uma doença grave em 1921-22. O cientista adoeceu com tuberculose pulmonar e passou 9 meses nos Alpes suíços, na cidade turística de Arosa. Apesar disso, os anos de Zurique foram os mais frutíferos para Erwin em termos criativos. Foi aqui que escreveu seus trabalhos sobre mecânica ondulatória, que se tornaram clássicos. Sabe-se que Weil o ajudou muito na superação das dificuldades matemáticas encontradas por Erwin Schrödinger.

Equação de Schrödinger

Em 1926, Erwin publicou um artigo muito importante numa revista científica. Apresentou uma equação que conhecemos como equação de Schrödinger. Neste artigo (Quantisierung als Eigenwertproblem) foi utilizado em relação ao problema do átomo de hidrogênio. Com a sua ajuda, Schrödinger explicou o seu espectro. Este artigo é um dos mais importantes da física do século XX. Nele, Schrödinger lançou as bases para uma nova direção na ciência - a mecânica ondulatória.

Trabalho na Universidade de Berlim

A fama que chegou ao cientista abriu-lhe o caminho para a prestigiada Universidade de Berlim. Erwin tornou-se candidato ao cargo de professor de física teórica. Este cargo ficou vago após a aposentadoria de Max Planck. Schrödinger, superando suas dúvidas, aceitou a oferta. Ele iniciou suas funções em 1º de outubro de 1927.

Em Berlim, Erwin encontrou pessoas e amigos com ideias semelhantes nas pessoas de Albert Einstein, Max Planck, Max von Laue. A comunicação com eles certamente inspirou o cientista. Schrödinger deu palestras sobre física na Universidade de Berlim, conduziu seminários e um colóquio de física. Além disso, participou de diversas atividades organizacionais. No entanto, em geral, Erwin manteve-se reservado. Isto é evidenciado pelas memórias de seus contemporâneos, bem como pela ausência de seus alunos.

Erwin deixa a Alemanha, Prêmio Nobel

Em 1933, quando Hitler chegou ao poder, Erwin Schrödinger deixou a Universidade de Berlim. Sua biografia, como vocês podem ver, é marcada por inúmeras movimentações. Desta vez, o cientista simplesmente não poderia fazer de outra forma. No verão de 1937, o já não jovem Schrödinger, que não queria submeter-se ao novo regime, decidiu mudar-se. Deve-se notar que Schrödinger nunca expressou abertamente a sua oposição ao nazismo. Ele não queria se envolver em política. No entanto, na Alemanha daquela época era quase impossível permanecer apolítico.

Foi nessa época que Frederick Lindemann, um físico britânico, visitou a Alemanha. Convidou Schrödinger para conseguir um emprego no Cientista; foi passar férias de verão no Tirol do Sul e nunca mais voltou a Berlim. Junto com sua esposa, ele chegou a Oxford em outubro de 1933. Logo após sua chegada, Erwin soube que havia recebido o Prêmio Nobel (junto com P. Dirac).

Trabalhar em Oxford

Schrödinger, em Oxford, foi membro do Magdalen College. Ele não tinha responsabilidades de ensino. Juntamente com outros emigrantes, o cientista recebeu apoio da empresa Indústria Química Imperial. No entanto, ele não conseguiu se acostumar com o ambiente incomum desta universidade. Um dos motivos é a falta de interesse pela física moderna numa instituição de ensino focada principalmente nas disciplinas teológicas e humanitárias tradicionais. Isso fez com que Schrödinger sentisse que não merecia um salário e uma posição tão elevados. Outro aspecto do desconforto do cientista eram as peculiaridades da vida social, repleta de formalidades e convenções. Isto restringiu a liberdade de Schrödinger, como ele próprio admitiu. Todas estas e outras dificuldades, bem como a extinção do programa de financiamento em 1936, forçaram Erwin a considerar ofertas de emprego. Depois que Schrödinger visitou Edimburgo, ele decidiu retornar à sua terra natal.

Regresso a casa

No outono de 1936, o cientista começou a trabalhar na Universidade de Graz como professor de física teórica. No entanto, a sua estadia na Áustria durou pouco. Em março de 1938, o país foi Anschlussed e tornou-se parte da Alemanha nazista. O cientista, aproveitando o conselho do reitor da universidade, escreveu uma carta de reconciliação, na qual manifestava a sua vontade de aturar o novo governo. No dia 30 de março foi publicado e provocou reação negativa dos colegas emigrados. No entanto, estas medidas não ajudaram Erwin. Devido à falta de confiabilidade política, ele foi demitido do cargo. Schrödinger recebeu notificação oficial em agosto de 1938.

Roma e Dublim

O cientista foi para Roma, já que a Itália fascista era então o único estado que não exigia visto para entrar (talvez não tenha sido fornecido a Erwin). Por esta altura, Schrödinger tinha contactado Eamon de Valera, o primeiro-ministro da Irlanda. Ele era matemático de formação e decidiu criar uma nova instituição educacional. De Valera obteve um visto de trânsito para Erwin e sua esposa, que lhes permitiu viajar pela Europa. Assim, chegaram a Oxford no outono de 1938. Enquanto o trabalho organizacional estava em andamento para abrir o instituto em Dublin, Erwin assumiu um cargo temporário em Ghent, na Bélgica. Esta postagem foi financiada pela Fundação Frankie.

Foi aqui que a Segunda Guerra Mundial alcançou o cientista. A intervenção de de Valera ajudou Erwin (que após o Anschluss foi considerado cidadão da Alemanha, ou seja, um país inimigo) a passar pela Inglaterra. Ele chegou em 7 de outubro de 1939.

Trabalho no Instituto de Dublin, últimos anos de vida

O Instituto de Estudos Superiores de Dublin foi inaugurado oficialmente em junho de 1940. Erwin foi o primeiro professor do departamento de física teórica, um dos dois departamentos originais. Além disso, foi nomeado diretor do instituto. Outros funcionários que apareceram mais tarde (entre eles W. Heitler, L. Janosi e K. Lanczos, bem como muitos jovens físicos) puderam dedicar-se inteiramente ao trabalho de pesquisa.

Erwin conduziu o seminário, deu palestras, iniciou escolas de verão no instituto, que contou com a presença dos físicos mais proeminentes da Europa. O principal interesse científico de Schrödinger nos anos irlandeses foi a teoria da gravidade, bem como questões que se encontram na intersecção de duas ciências - física e biologia. Em 1940-45. e de 1949 a 1956 o cientista foi diretor do departamento de física teórica. Então decidiu retornar à sua terra natal e começou a trabalhar na Universidade de Viena como professor de física teórica. Após 2 anos, o cientista, que naquela época estava frequentemente doente, decidiu se aposentar.

Schrödinger passou os últimos anos de sua vida em Alpbach, uma vila tirolesa. O cientista morreu devido a uma exacerbação da tuberculose em um hospital de Viena. Isso aconteceu em 4 de janeiro de 1961. Erwin Schrödinger foi enterrado em Alpbach.

O gato de Shroedinger

Você provavelmente já ouviu falar da existência desse fenômeno. No entanto, pessoas distantes da ciência geralmente sabem pouco sobre o assunto. Vale a pena falar sobre isso, pois uma descoberta muito importante e interessante foi feita por Erwin Schrödinger.

O "Gato de Schrödinger" é um famoso experimento mental conduzido por Erwin. Com a ajuda dele, o cientista quis mostrar que a mecânica quântica fica incompleta quando passa de partículas subatômicas para sistemas macroscópicos.

O artigo de Erwin descrevendo este experimento apareceu em 1935. Utiliza a técnica da comparação, pode-se até dizer da personificação, para explicação. O cientista escreve que existe um gato e uma caixa na qual existe um mecanismo contendo um recipiente com gás venenoso e um núcleo atômico radioativo. No experimento, os parâmetros foram selecionados para que o decaimento do núcleo com probabilidade de 50% ocorra em uma hora. Se se desintegrar, o recipiente do gás abrirá e o gato morrerá. Porém, se isso não acontecer, o animal viverá.

Resultados do experimento

Então, vamos deixar o animal na caixa, esperar uma hora e fazer a pergunta: o gato está vivo ou não? De acordo com a mecânica quântica, o núcleo atômico (e, portanto, o animal) está simultaneamente em todos os estados (superposição quântica). O sistema “gato-núcleo” antes de abrir a caixa estava com 50% de probabilidade no estado “o gato está morto, o núcleo decaiu” e com 50% de probabilidade “o gato está vivo, o núcleo não decaiu”. Acontece que o animal dentro dele está morto ou não.

Segundo o gato, ele ainda estará vivo ou morto, sem estados intermediários. O estado de decaimento do núcleo não é escolhido quando a caixa é aberta, mas quando o núcleo atinge o detector. Afinal, a redução neste caso não está associada ao observador da caixa (pessoa), mas ao observador do núcleo (detector).

Aqui está um experimento interessante conduzido por Erwin Schrödinger. Suas descobertas deram impulso ao desenvolvimento da física. Para concluir, gostaria de citar duas declarações de que ele é autor:

• “O presente é a única coisa que não tem fim.”
• “Estou indo contra o fluxo, mas a direção do fluxo vai mudar.”

Isto conclui nosso conhecimento do grande físico, cujo nome é Erwin Schrödinger. As citações acima permitem-nos revelar um pouco o seu mundo interior.

Havia uma espécie de qualidade “secundária”. Ele próprio raramente lidava com um problema científico específico. Seu gênero de trabalho favorito era a resposta à pesquisa científica de outra pessoa, o desenvolvimento deste trabalho ou a crítica a ele. Apesar de o próprio Schrödinger ser um individualista por natureza, ele sempre precisou do pensamento de outra pessoa, do apoio para trabalhos futuros. Apesar desta abordagem peculiar, Schrödinger conseguiu fazer muitas descobertas.

Informação biográfica

A teoria de Schrödinger é agora conhecida não apenas pelos estudantes dos departamentos de física e matemática. Será do interesse de qualquer pessoa interessada em ciência popular. Esta teoria foi criada físico famoso E. Schrödinger, que ficou para a história como um dos criadores da mecânica quântica. O cientista nasceu em 12 de agosto de 1887, na família do dono de uma fábrica de oleados. O futuro cientista, famoso em todo o mundo por seu enigma, gostava de botânica e de desenho quando criança. Seu primeiro mentor foi seu pai. Em 1906, Schrödinger iniciou seus estudos na Universidade de Viena, durante os quais começou a admirar a física. Quando chegou a Primeira Guerra Mundial, o cientista foi servir como artilheiro. Nas horas vagas, estudava as teorias de Albert Einstein.

No início de 1927, uma situação dramática se desenvolveu na ciência. E. Schrödinger acreditava que a base da teoria dos processos quânticos deveria ser a ideia de continuidade das ondas. Heisenberg, ao contrário, acreditava que a base desse campo do conhecimento deveria ser o conceito de discrição das ondas, bem como a ideia de saltos quânticos. Niels Bohr não aceitou nenhuma das posições.

Avanços na ciência

Schrödinger recebeu o Prêmio Nobel pela criação do conceito de mecânica ondulatória em 1933. Porém, criado nas tradições da física clássica, o cientista não conseguia pensar em outras categorias e não considerava a mecânica quântica um ramo completo do conhecimento. Ele não ficou satisfeito com o comportamento dual das partículas e tentou reduzi-lo exclusivamente ao comportamento ondulatório. Na sua discussão com N. Bohr, Schrödinger colocou a questão desta forma: “Se planeamos preservar estes saltos quânticos na ciência, então geralmente lamento ter ligado a minha vida à física atómica.”

Trabalho adicional do pesquisador

Além disso, Schrödinger não foi apenas um dos criadores da mecânica quântica moderna. Foi ele o cientista que introduziu o termo “objetividade da descrição” no uso científico. Esta é uma oportunidade teorias científicas descrever a realidade sem a participação de um observador. Suas pesquisas posteriores foram dedicadas à teoria da relatividade, processos termodinâmicos e eletrodinâmica não linear de Born. Os cientistas também fizeram várias tentativas para criar uma teoria de campo unificada. Além disso, E. Schrödinger falava seis línguas.

O enigma mais famoso

A teoria de Schrödinger, na qual esse mesmo gato aparece, surgiu das críticas do cientista à teoria quântica. Um de seus principais postulados afirma que enquanto o sistema não está sendo observado, ele está em estado de superposição. Ou seja, em dois ou mais estados que excluem a existência um do outro. O estado de superposição na ciência tem a seguinte definição: é a capacidade de um quantum, que também pode ser um elétron, um fóton ou, por exemplo, o núcleo de um átomo, de estar simultaneamente em dois estados ou mesmo em dois pontos no espaço num momento em que ninguém o está observando.

Objetos em mundos diferentes

É muito difícil para uma pessoa comum compreender tal definição. Afinal, todo objeto do mundo material pode estar em um ponto do espaço ou em outro. Este fenômeno pode ser ilustrado da seguinte forma. O observador pega duas caixas e coloca uma bola de tênis em uma delas. Ficará claro que está em uma caixa e não na outra. Mas se você colocar um elétron em um dos recipientes, então a seguinte afirmação será verdadeira: esta partícula está simultaneamente em duas caixas, por mais paradoxal que pareça. Da mesma forma, um elétron em um átomo não está localizado em um ponto estritamente definido em um momento ou outro. Ele gira em torno do núcleo, localizado em todos os pontos da órbita simultaneamente. Na ciência, esse fenômeno é chamado de “nuvem eletrônica”.

O que o cientista queria provar?

Assim, o comportamento de objetos pequenos e grandes é implementado de acordo com regras completamente diferentes. No mundo quântico existem algumas leis, e no macromundo - leis completamente diferentes. No entanto, não existe um conceito que explique a transição do mundo dos objetos materiais familiares às pessoas para o micromundo. A teoria de Schrödinger foi criada para demonstrar a inadequação das pesquisas no campo da física. O cientista queria mostrar que existe uma ciência cujo objetivo é descrever pequenos objetos, e que existe um campo do conhecimento que estuda objetos comuns. Em grande parte graças ao trabalho do cientista, a física foi dividida em duas áreas: quântica e clássica.

Teoria de Schrödinger: descrição

O cientista descreveu seu famoso experimento mental em 1935. Ao realizá-lo, Schrödinger baseou-se no princípio da superposição. Schrödinger enfatizou que enquanto não observarmos o fóton, ele pode ser uma partícula ou uma onda; vermelho e verde; tanto redondo quanto quadrado. Este princípio de incerteza, que decorre diretamente do conceito de dualismo quântico, foi utilizado por Schrödinger no seu famoso enigma sobre o gato. O significado do experimento em resumo é o seguinte:

• Um gato é colocado em uma caixa fechada, além de um recipiente contendo ácido cianídrico e uma substância radioativa.
• O núcleo pode se desintegrar em uma hora. A probabilidade disso é de 50%.
• Se um núcleo atômico decair, isso será registrado por um contador Geiger. O mecanismo funcionará e a caixa de veneno será quebrada. O gato vai morrer.
• Se a decomposição não ocorrer, o gato de Schrödinger estará vivo.

Segundo essa teoria, até que o gato seja observado, ele está simultaneamente em dois estados (morto e vivo), assim como o núcleo de um átomo (decaído ou não decaído). Claro, isso só é possível de acordo com as leis do mundo quântico. No macrocosmo, um gato não pode estar vivo e morto ao mesmo tempo.

O paradoxo do observador

Para compreender a essência da teoria de Schrödinger, é necessário também compreender o paradoxo do observador. Seu significado é que os objetos do micromundo podem estar em dois estados simultaneamente apenas quando não são observados. Por exemplo, o chamado “Experimento com 2 fendas e um observador” é conhecido na ciência. Os cientistas direcionaram um feixe de elétrons para uma placa opaca na qual foram feitas duas fendas verticais. Na tela atrás da placa, os elétrons pintaram um padrão de onda. Ou seja, deixaram listras pretas e brancas. Quando os pesquisadores quiseram observar como os elétrons voavam através das fendas, as partículas exibiam apenas duas listras verticais na tela. Eles se comportavam como partículas, não como ondas.

Explicação de Copenhague

A explicação moderna da teoria de Schrödinger é chamada de Copenhague. Com base no paradoxo do observador, soa assim: desde que ninguém observe o núcleo de um átomo no sistema, ele estará simultaneamente em dois estados - decaído e não decaído. No entanto, a afirmação de que um gato está vivo e morto ao mesmo tempo é extremamente errônea. Afinal, no macrocosmo nunca se observam os mesmos fenômenos que no microcosmo.

Portanto, não estamos falando do sistema “núcleo-gato”, mas do fato de o contador Geiger e o núcleo atômico estarem interligados. O kernel pode escolher um estado ou outro no momento em que as medições são feitas. Porém, esta escolha não ocorre no momento em que o experimentador abre a caixa com o gato de Schrödinger. Na verdade, a abertura da caixa ocorre no macrocosmo. Ou seja, num sistema muito distante do mundo atômico. Portanto, o núcleo seleciona seu estado justamente no momento em que atinge o detector do contador Geiger. Assim, Erwin Schrödinger não descreveu o sistema de forma suficientemente completa em seu experimento mental.

Conclusões gerais

Assim, não é totalmente correto conectar o macrossistema com o mundo microscópico. No macrocosmo, as leis quânticas perdem a sua força. O núcleo de um átomo pode estar em dois estados simultaneamente apenas no microcosmo. O mesmo não se pode dizer do gato, pois é um objeto do macrocosmo. Portanto, só à primeira vista parece que o gato passa de uma superposição para um dos estados no momento em que a caixa é aberta. Na realidade, o seu destino é determinado no momento em que o núcleo atômico interage com o detector. A conclusão pode ser tirada da seguinte forma: o estado do sistema no enigma de Erwin Schrödinger não tem nada a ver com a pessoa. Não depende do experimentador, mas do detector - o objeto que “observa” o núcleo.

Continuação do conceito

Teoria de Schrödinger em palavras simplesé descrito da seguinte forma: enquanto o observador não está olhando para o sistema, ele pode estar em dois estados simultaneamente. No entanto, outro cientista, Eugene Wigner, foi mais longe e decidiu levar o conceito de Schrödinger ao ponto do completo absurdo. “Com licença!” disse Wigner, “E se o colega dele estiver ao lado do experimentador observando o gato?” O parceiro não sabe exatamente o que o próprio experimentador viu no momento em que abriu a caixa com o gato. O gato de Schrödinger emerge da superposição. No entanto, não para um colega observador. Somente no momento em que o destino do gato for conhecido por este último, o animal poderá ser finalmente chamado de vivo ou morto. Além disso, bilhões de pessoas vivem no planeta Terra. E o veredicto final só poderá ser dado quando o resultado do experimento se tornar propriedade de todos os seres vivos. Claro, você pode contar brevemente a todas as pessoas o destino do gato e a teoria de Schrödinger, mas este é um processo muito longo e trabalhoso.

Os princípios do dualismo quântico na física nunca foram refutados pelo experimento mental de Schrödinger. Em certo sentido, pode-se dizer que todo ser não está vivo nem morto (em superposição) desde que haja pelo menos uma pessoa que não o observe.

Schrödinger possui uma série de resultados fundamentais no campo da teoria quântica, que formou a base da mecânica ondulatória: ele formulou equações de onda (equações de Schrödinger estacionárias e dependentes do tempo), mostrou a identidade do formalismo que desenvolveu e da mecânica matricial, desenvolveu onda -teoria da perturbação mecânica e obteve soluções para uma série de problemas específicos. Schrödinger propôs uma interpretação original do significado físico da função de onda; nos anos seguintes, ele criticou repetidamente a interpretação geralmente aceita de Copenhague da mecânica quântica (o paradoxo do “gato de Schrödinger”, etc.). Além disso, é autor de numerosos artigos em diversas áreas da física: mecânica estatística e termodinâmica, física dielétrica, teoria das cores, eletrodinâmica, relatividade geral e cosmologia; ele fez várias tentativas para construir uma teoria de campo unificada. No livro “O que é Vida?” Schrödinger voltou-se para os problemas da genética, olhando o fenômeno da vida do ponto de vista da física. Ele prestou grande atenção aos aspectos filosóficos da ciência, aos conceitos filosóficos antigos e orientais, às questões de ética e religião.

Biografia

Origem e educação (1887-1910)

Erwin Schrödinger era filho único de uma família vienense rica e culta. Seu pai, Rudolf Schrödinger, proprietário de sucesso de uma fábrica de oleados e linóleo, destacou-se por seu interesse pela ciência e por muito tempo serviu como vice-presidente da Sociedade Botânico-Zoológica de Viena. A mãe de Erwin, Georgina Emilia Brenda, era filha do químico Alexander Bauer, cujas palestras Rudolf Schrödinger frequentou enquanto estudava na Escola Técnica Superior Imperial-Real de Viena (K. k. Technischen Hochschule). O ambiente familiar e a comunicação com pais altamente escolarizados contribuíram para a formação dos variados interesses do jovem Erwin. Até aos onze anos foi educado em casa e em 1898 ingressou no prestigiado Ginásio Académico (Alemão), onde estudou principalmente disciplinas humanitárias. Estudar foi fácil para Schrödinger: em todas as aulas ele se tornou o melhor aluno. Ele dedicou muito tempo à leitura e ao estudo de línguas estrangeiras. Sua avó materna era inglesa, então ele dominou o idioma desde cedo. Adorei ir ao teatro; Ele gostou especialmente das peças de Franz Grillparzer, encenadas no Burgtheater.

Início da carreira científica (1911-1921)

Em outubro de 1911, após um ano de serviço no exército austríaco, Schrödinger retornou ao Segundo Instituto de Física da Universidade de Viena como assistente de Exner. Ministrou oficinas de física e também participou de estudos experimentais realizados no laboratório de Exner. Em 1913, Schrödinger candidatou-se ao título de Privatdozent e, após passar pelos trâmites cabíveis (apresentação de artigo científico, realização de “palestra-teste”, etc.), no início de 1914 o ministério o aprovou para este título (habilitação ). A Primeira Guerra Mundial atrasou por vários anos o início da carreira docente ativa de Schrödinger. O jovem físico foi convocado para o exército e serviu na artilharia em áreas relativamente calmas da Frente Sudoeste austríaca: em Raible (), Komarom, depois em Prosecco e na região de Trieste. Em 1917 foi nomeado professor de meteorologia na escola de oficiais em Wiener Neustadt. Essa modalidade de serviço lhe dava tempo suficiente para ler literatura especializada e trabalhar em problemas científicos.

Em novembro de 1918, Schrödinger retornou a Viena e, nessa época, recebeu uma oferta para assumir o cargo de professor extraordinário de física teórica na Universidade de Chernivtsi. No entanto, após o colapso do Império Austro-Húngaro, esta cidade acabou noutro país, pelo que esta oportunidade foi perdida. A difícil situação económica do país, os baixos salários e a falência da empresa familiar obrigaram-no a procurar um novo local de trabalho, inclusive no estrangeiro. Uma oportunidade adequada apresentou-se no outono de 1919, quando Max Wien, que chefiava Instituto de Física Universidade de Jena, convidou Schrödinger para assumir o cargo de seu assistente e professor associado no departamento de física teórica. O austríaco aceitou de bom grado esta oferta e mudou-se para Jena em abril de 1920 (isso aconteceu imediatamente após seu casamento). Schrödinger permaneceu em Jena por apenas quatro meses: logo se mudou para Stuttgart para o cargo de professor extraordinário na Escola Técnica Superior local (hoje Universidade de Stuttgart). Um factor importante no contexto do aumento da inflação foi um aumento significativo dos salários. Contudo, muito em breve Melhores condições e o cargo de professor de física teórica passou a ser oferecido por outras instituições - as universidades de Breslau, Kiel, Hamburgo e Viena. Schrödinger escolheu o primeiro e deixou Stuttgart apenas um semestre depois. Em Breslau, o cientista lecionou durante o semestre de verão e, ao final, mudou novamente de local de trabalho, chefiando o prestigiado departamento de física teórica da Universidade de Zurique.

Zurique - Berlim (1921-1933)

Schrödinger mudou-se para Zurique no verão de 1921. A vida aqui era materialmente mais estável, as montanhas vizinhas proporcionavam ao cientista, que adorava montanhismo e esqui, oportunidades convenientes de recreação, e a comunicação com os famosos colegas Peter Debye, Paul Scherrer e Hermann Weil, que trabalhavam na vizinha Politécnica de Zurique, criaram o atmosfera necessária para a investigação científica.criatividade. O tempo passado em Zurique foi ofuscado em 1921-1922 por uma doença grave; Schrödinger foi diagnosticado com tuberculose pulmonar, então teve que passar nove meses na cidade turística de Arosa, nos Alpes suíços. Criativamente, os anos de Zurique revelaram-se os mais frutíferos para Schrödinger, que escreveu aqui as suas obras clássicas sobre mecânica ondulatória. Sabe-se que Weyl lhe deu grande ajuda na superação de dificuldades matemáticas.

A fama que o trabalho pioneiro de Schrödinger lhe trouxe fez dele um dos principais candidatos ao prestigiado cargo de professor de física teórica na Universidade de Berlim, vago pela renúncia de Max Planck. Após a recusa de Arnold Sommerfeld e superando as dúvidas sobre deixar sua amada Zurique, Schrödinger aceitou a oferta e em 1º de outubro de 1927 começou a cumprir suas novas funções. Em Berlim, o físico austríaco encontrou amigos e pessoas com ideias semelhantes nas pessoas de Max Planck, Albert Einstein, Max von Laue, que partilhavam as suas opiniões conservadoras sobre a mecânica quântica e não reconheciam a sua interpretação de Copenhaga. Na universidade, Schrödinger lecionou vários setores da física, conduziu seminários, dirigiu um colóquio de física e participou de eventos organizacionais, mas em geral se destacou, como evidenciado pela ausência de alunos. Como observou Victor Weiskopf, que já trabalhou como assistente de Schrödinger, este último “desempenhou o papel de um estranho na universidade”.

Oxford - Graz - Gante (1933-1939)

O tempo passado em Berlim foi descrito por Schrödinger como “anos maravilhosos em que ensinei e aprendi”. Esse tempo chegou ao fim em 1933, depois que Hitler chegou ao poder. No verão deste ano, o cientista já de meia-idade, que já não queria permanecer sob o domínio do novo regime, decidiu mudar mais uma vez a situação. É importante notar que, apesar de sua atitude negativa em relação ao nazismo, ele nunca o expressou abertamente e não quis interferir na política, sendo quase impossível manter sua apoliticidade na Alemanha naquela época. O próprio Schrödinger, explicando as razões da sua saída, disse: “Não suporto quando as pessoas me importunam sobre política”. O físico britânico Frederick Lindemann (mais tarde Lord Cherwell), que visitou a Alemanha na época, convidou Schrödinger para ir à Universidade de Oxford. Depois de passar as férias de verão no Tirol do Sul, o cientista nunca mais voltou a Berlim e em outubro de 1933 ele e sua esposa chegaram a Oxford. Pouco depois da sua chegada, soube que tinha recebido o Prémio Nobel da Física (partilhado com Paul Dirac) “pela descoberta de novas e frutíferas formas de teoria atómica”. Em sua autobiografia escrita nesta ocasião, Schrödinger fez a seguinte avaliação de seu estilo de pensamento:

Em Oxford, Schrödinger tornou-se membro do Magdalene College, sem funções docentes e, juntamente com outros emigrantes, recebendo financiamento da Imperial Chemical Industry. No entanto, nunca conseguiu habituar-se ao ambiente específico de uma das universidades mais antigas da Inglaterra. Uma das razões para isso foi a falta de interesse pela física teórica moderna em Oxford, que se concentrava principalmente no ensino de humanidades e teologia tradicionais, o que fazia com que o cientista se sentisse imerecido por sua alta posição e grande salário, que às vezes chamava de uma espécie de esmolas. Outro aspecto do desconforto de Schrödinger na Universidade de Oxford era a vida social, cheia de convenções e formalidades, que ele admitia restringiam a sua liberdade. A situação foi complicada pelo caráter incomum de sua vida pessoal e familiar, o que causou um verdadeiro escândalo nos círculos clericais de Oxford. Em particular, Schrödinger entrou em conflito agudo com o professor de língua e literatura inglesa Clive Lewis. Todos estes problemas, bem como a extinção do programa de financiamento de cientistas emigrantes no início de 1936, forçaram Schrödinger a considerar opções para seguir uma carreira fora de Oxford. Depois de visitar Edimburgo, no outono de 1936 aceitou a oferta para retornar à sua terra natal e assumir o cargo de professor de física teórica na Universidade de Graz.

A estada de Schrödinger na Áustria não durou muito: já em março de 1938, ocorreu o Anschluss do país, que passou a fazer parte da Alemanha nazista. A conselho do reitor da universidade, o cientista escreveu uma “carta de reconciliação” com o novo governo, que foi publicada no dia 30 de março no jornal Tagespost de Graz e provocou uma reação negativa dos seus colegas emigrados. No entanto, essas medidas não ajudaram: o cientista foi demitido do cargo por falta de confiabilidade política; ele recebeu notificação oficial em agosto de 1938. Percebendo que deixar o país em breve seria impossível, Schrödinger deixou apressadamente a Áustria e rumou para Roma (a Itália fascista naquela época era o único país que não exigia visto para viajar). Nessa altura, ele já havia estabelecido uma ligação com o primeiro-ministro da Irlanda, Eamon de Valera, um matemático de formação, que planejava organizar um análogo do Instituto de Estudos Superiores de Princeton em Dublin. De Valera, então em Genebra como Presidente da Assembleia da Liga das Nações, obteve um visto de trânsito para Schrödinger e sua esposa viajarem pela Europa. No outono de 1938, após uma breve parada na Suíça, chegaram a Oxford. Enquanto o instituto era organizado em Dublin, o cientista concordou em assumir um cargo temporário em Ghent, na Bélgica, financiado pela Fundação Frankie. Foi aqui que a eclosão da Segunda Guerra Mundial o encontrou. Graças à intervenção de de Valera, Schrödinger, que após o Anschluss foi considerado cidadão da Alemanha (e, portanto, um estado inimigo), conseguiu viajar pela Inglaterra e chegou à capital da Irlanda em 7 de outubro de 1939.

Dublim - Viena (1939-1961)

A legislação que cria o Instituto de Estudos Superiores de Dublin foi aprovada pelo Parlamento irlandês em junho de 1940. Schrödinger, que se tornou o primeiro professor de um dos dois departamentos originais do instituto, a Escola de Física Teórica, também foi nomeado o primeiro diretor (presidente) desta instituição. Outros funcionários do instituto que surgiram posteriormente, entre os quais os já renomados cientistas Walter Heitler, Lajos Janosi (Hung.) e Cornelius Lanczos, além de muitos jovens físicos, tiveram a oportunidade de se concentrar totalmente no trabalho de pesquisa. Schrödinger organizou um seminário permanente, deu palestras na Universidade de Dublin e iniciou escolas anuais de verão no instituto, frequentadas pelos principais físicos da Europa. Durante os anos que passou na Irlanda, os seus principais interesses científicos tornaram-se a teoria da gravidade e questões na intersecção da física e da biologia. Atuou como diretor do Departamento de Física Teórica em 1940-1945 e de 1949 a 1956, quando decidiu retornar à sua terra natal.

Embora após o fim da guerra Schrödinger tenha recebido repetidamente ofertas para se mudar para a Áustria ou Alemanha, ele rejeitou esses convites, não querendo sair de casa. Somente após a assinatura do Tratado de Estado Austríaco e a retirada das tropas aliadas do país é que ele concordou em retornar à sua terra natal. No início de 1956, o presidente da Áustria aprovou um decreto concedendo ao cientista um cargo pessoal como professor de física teórica na Universidade de Viena. Em abril do mesmo ano, Schrödinger regressou a Viena e tomou posse solenemente, proferindo uma palestra na presença de diversas celebridades, incluindo o Presidente da República. Ele estava grato ao governo austríaco, que providenciou para que ele retornasse ao local onde sua carreira começou. Dois anos depois, o cientista frequentemente doente finalmente deixou a universidade, renunciando. Ele passou os últimos anos de sua vida principalmente na vila tirolesa de Alpbach. Schrödinger morreu em 4 de janeiro de 1961 em um hospital vienense como resultado de uma exacerbação da tuberculose e foi enterrado em Alpbach.

Vida pessoal

Desde a primavera de 1920, Schrödinger era casado com Annemarie Bertel, de Salzburgo, que conheceu no verão de 1913 em Seeham, enquanto conduzia experimentos com eletricidade atmosférica. Este casamento durou até o fim da vida do cientista, apesar dos casos regulares dos cônjuges. Assim, entre os amantes de Annemarie estavam os colegas de seu marido, Paul Ewald (inglês) e Hermann Weil. Schrödinger, por sua vez, teve numerosos casos com mulheres jovens, duas das quais ainda adolescentes (com uma delas passou férias em Arosa no inverno de 1925, durante as quais trabalhou intensamente na criação da mecânica ondulatória). Embora Erwin e Annemarie não tivessem filhos, vários filhos ilegítimos de Schrödinger são conhecidos. A mãe de um deles, Hilde March, esposa de Arthur March (alemão), um dos amigos austríacos do cientista, tornou-se a “segunda esposa” de Schrödinger. Em 1933, deixando a Alemanha, conseguiu negociar financiamento em Oxford não só para si, mas também para as Marchas; Na primavera de 1934, Hilde deu à luz uma filha de Schrödinger, Ruth Georgine March. No ano seguinte, as Marcas retornaram a Innsbruck. Um estilo de vida tão livre chocou os habitantes puritanos de Oxford, o que foi um dos motivos do desconforto que Schrödinger sentiu ali. Ele teve mais dois filhos ilegítimos durante sua estada em Dublin. A partir da década de 1940, Annemarie foi regularmente hospitalizada por crises de depressão.

Biógrafos e contemporâneos notaram repetidamente a versatilidade dos interesses de Schrödinger e seu profundo conhecimento de filosofia e história. Ele falava seis línguas estrangeiras (além do grego antigo e do latim do “ginásio”, são inglês, francês, espanhol e italiano), lia obras clássicas no original e as traduzia, escrevia poesia (uma coleção foi publicada em 1949 ) e gostava de escultura.

Atividade científica

Trabalho inicial e experimental

No início de sua carreira científica, Schrödinger realizou diversas pesquisas teóricas e experimentais que atendiam aos interesses de seu professor Franz Exner - engenharia elétrica, eletricidade atmosférica e radioatividade, e estudo das propriedades dos dielétricos. Ao mesmo tempo, o jovem cientista estudou ativamente questões puramente teóricas da mecânica clássica, da teoria das oscilações, da teoria do movimento browniano e da estatística matemática. Em 1912, a pedido dos compiladores do “Handbuch der Elektrizit?t und des Magnetismus” (Handbuch der Elektrizit?t und des Magnetismus), ele escreveu um grande artigo de revisão “Dielétricos”, que foi uma evidência do reconhecimento de seu trabalhar em mundo científico. No mesmo ano, Schrödinger deu uma estimativa teórica da provável distribuição de substâncias radioativas em altitude, necessária para explicar a radioatividade observada na atmosfera, e em agosto de 1913 em Seeham realizou medições experimentais correspondentes, confirmando algumas das conclusões de Victor Franz Hess sobre a concentração insuficiente de produtos de decomposição para explicar a atmosfera de ionização medida. Por este trabalho, Schrödinger recebeu o Prêmio Heitinger () da Academia Austríaca de Ciências em 1920. Outros estudos experimentais realizados pelo jovem cientista em 1914 incluíram o teste de uma fórmula para a pressão capilar em bolhas de gás e o estudo das propriedades da radiação beta suave produzida quando os raios gama incidem sobre uma superfície metálica. Realizou seu último trabalho junto com seu amigo, o experimentador Fritz Kohlrausch (alemão). Em 1919, Schrödinger realizou seu último experimento físico (estudando a coerência dos raios emitidos em grande ângulo entre si) e posteriormente concentrou-se na pesquisa teórica.

A doutrina da cor

Particular atenção no laboratório de Exner foi dada à teoria da cor, à continuação e desenvolvimento do trabalho de Thomas Young, James Clerk Maxwell e Hermann Helmholtz nesta área. Schrödinger tratou do lado teórico da questão, dando uma importante contribuição à colorimetria. Os resultados do trabalho foram apresentados em um grande artigo publicado na revista Annalen der Physik em 1920. O cientista tomou como base não um triângulo de cores planas, mas um espaço de cores tridimensional, cujos vetores básicos são três cores primárias. As cores espectrais puras estão localizadas na superfície de uma determinada figura (cone colorido), enquanto seu volume é ocupado por cores misturadas (por exemplo, branco). Cada cor específica possui seu próprio vetor de raio neste espaço de cores. O próximo passo na direção da chamada colorimetria superior foi a definição estrita de uma série de características quantitativas (como o brilho), a fim de poder comparar objetivamente seus valores relativos para cores diferentes. Para fazer isso, Schrödinger, seguindo a ideia de Helmholtz, introduziu as leis da geometria Riemanniana no espaço de cores tridimensional, e a distância mais curta entre dois pontos dados de tal espaço (ao longo de uma linha geodésica) deveria servir como um valor quantitativo para a diferença entre duas cores. Ele propôs ainda uma métrica específica para o espaço de cores, que permitia calcular o brilho das cores de acordo com a lei de Weber-Fechner.

Nos anos seguintes, Schrödinger dedicou vários trabalhos às características fisiológicas da visão (em particular a cor das estrelas observadas à noite), e também escreveu uma grande revisão sobre percepção visual para a próxima edição do popular livro Müller-Pouillet Lehrbuch der Physik. Em outro artigo, ele examinou a evolução da visão das cores, tentando relacionar a sensibilidade do olho à luz de diferentes comprimentos de onda com a composição espectral da radiação solar. Ao mesmo tempo, ele acreditava que os bastonetes insensíveis à cor (receptores retinais responsáveis ​​​​pela visão crepuscular) surgiram em estágios muito anteriores da evolução (possivelmente até mesmo em criaturas antigas que levavam um estilo de vida subaquático) do que os cones. Estas mudanças evolutivas, afirma ele, podem ser rastreadas na estrutura do olho. Graças ao seu trabalho, em meados da década de 1920, Schrödinger adquiriu a reputação de um dos maiores especialistas em teoria das cores, porém, a partir de então, sua atenção foi completamente absorvida por problemas completamente diferentes, e nos anos seguintes ele nunca mais voltou. para este tópico.

Física estatística

Schrödinger, educado na Universidade de Viena, foi muito influenciado por seu famoso compatriota Ludwig Boltzmann, seu trabalho e métodos. Já em um de seus primeiros artigos (1912), aplicou os métodos da teoria cinética para descrever as propriedades diamagnéticas dos metais. Embora estes resultados tivessem apenas um sucesso limitado e geralmente não pudessem ser verdadeiros na ausência de estatísticas quânticas corretas para os elétrons, Schrödinger logo decidiu aplicar a abordagem de Boltzmann a um problema mais complexo - a construção da teoria cinética dos sólidos e, em particular, a descrição dos processos de cristalização e fusão. Com base nos últimos resultados de Peter Debye, o físico austríaco generalizou a equação de estado de um líquido e interpretou o parâmetro nele contido (temperatura crítica) como o ponto de fusão. Após a descoberta da difração de raios X em 1912, surgiu o problema de descrever teoricamente esse fenômeno e, em particular, levar em consideração a influência do movimento térmico dos átomos na estrutura dos padrões de interferência observados. Num artigo publicado em 1914, Schrödinger (independentemente de Debye) considerou este problema no âmbito do modelo de redes dinâmicas de Born-von Kármán e obteve uma dependência da temperatura para a distribuição angular da intensidade dos raios X. Essa dependência logo foi confirmada experimentalmente. Esses e outros trabalhos iniciais de Schrödinger também foram de interesse para ele do ponto de vista do estabelecimento da estrutura atômica da matéria e do desenvolvimento posterior da teoria cinética, que, em sua opinião, deveria finalmente substituir os modelos de meios contínuos no futuro. .

Durante o serviço militar, Schrödinger estudou o problema das flutuações termodinâmicas e fenômenos relacionados, prestando especial atenção ao trabalho de Marian Smoluchowski. Após o fim da guerra, a física estatística tornou-se um dos temas principais da obra de Schrödinger; maior número obras escritas por ele na primeira metade da década de 1920. Assim, em 1921, ele defendeu a diferença entre isótopos do mesmo elemento do ponto de vista termodinâmico (o chamado paradoxo de Gibbs), embora possam ser praticamente indistinguíveis quimicamente. Em vários artigos, Schrödinger esclareceu ou esclareceu resultados específicos obtidos por seus colegas sobre diversas questões da física estatística (capacidade térmica específica dos sólidos, equilíbrio térmico entre ondas luminosas e sonoras, e assim por diante). Alguns destes artigos utilizaram considerações quânticas, por exemplo, num artigo sobre o calor específico do hidrogénio molecular ou em publicações sobre a teoria quântica de um gás ideal (degenerado). Esses trabalhos precederam o aparecimento, no verão de 1924, dos trabalhos de Shatyendranath Bose e Albert Einstein, que lançaram as bases da nova estatística quântica (estatística de Bose-Einstein) e a aplicaram ao desenvolvimento da teoria quântica de um gás monoatômico ideal. Schrödinger juntou-se ao estudo dos detalhes desta nova teoria, discutindo à sua luz a questão da determinação da entropia de um gás. No outono de 1925, usando a nova definição de entropia de Max Planck, ele derivou expressões para os níveis de energia quantizados de um gás como um todo, em vez de suas moléculas individuais. O trabalho neste tema, a comunicação com Planck e Einstein, bem como o conhecimento da nova ideia de Louis de Broglie sobre as propriedades ondulatórias da matéria foram os pré-requisitos para futuras pesquisas que levaram à criação da mecânica ondulatória. Em seu trabalho imediatamente anterior, Toward Einstein's Theory of Gas, Schrödinger mostrou a importância do conceito de de Broglie para a compreensão das estatísticas de Bose-Einstein.

Nos anos seguintes, em seus escritos, Schrödinger voltou regularmente a questões de mecânica estatística e termodinâmica. Durante o período de sua vida em Dublin, ele escreveu vários trabalhos sobre os fundamentos da teoria das probabilidades, álgebra booleana e a aplicação de métodos estatísticos à análise de leituras de detectores de raios cósmicos. No livro “Termodinâmica Estatística” (1946), escrito com base em um curso de palestras que proferiu, o cientista examinou detalhadamente alguns problemas fundamentais que muitas vezes recebiam atenção insuficiente nos livros didáticos comuns (dificuldades na determinação da entropia, condensação de Bose e degeneração , energia do ponto zero em cristais e radiação eletromagnética e assim por diante). Schrödinger dedicou vários artigos à natureza da segunda lei da termodinâmica, reversibilidade leis físicas no tempo, cuja direção ele associou ao aumento da entropia (em seus escritos filosóficos ele apontou que talvez o sentido do tempo se deva ao próprio fato da existência consciência humana).

Mecânica quântica

Já nos primeiros anos de sua carreira científica, Schrödinger conheceu as ideias da teoria quântica, desenvolvidas nos trabalhos de Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Arnold Sommerfeld e outros cientistas. Esse conhecimento foi facilitado pelo trabalho em alguns problemas da física estatística, mas o cientista austríaco da época ainda não estava pronto para abandonar os métodos tradicionais da física clássica. Apesar do reconhecimento de Schrödinger dos sucessos da teoria quântica, a sua atitude em relação a ela era ambígua, e ele tentou, se possível, não utilizar novas abordagens com todas as suas ambiguidades. Muito mais tarde, após a criação da mecânica quântica, ele disse, lembrando desta vez:

As primeiras publicações de Schrödinger sobre teoria atômica e teoria espectral começaram a aparecer apenas no início da década de 1920, após seu conhecimento pessoal com Sommerfeld e Wolfgang Pauli e sua mudança para trabalhar na Alemanha, que foi o centro do desenvolvimento da nova física. Em janeiro de 1921, Schrödinger concluiu seu primeiro artigo sobre o tema, considerando, no âmbito da teoria de Bohr-Sommerfeld, a influência da interação dos elétrons em algumas características dos espectros dos metais alcalinos. De particular interesse para ele foi a introdução de considerações relativísticas na teoria quântica. No outono de 1922, ele analisou as órbitas dos elétrons no átomo do ponto de vista geométrico, utilizando os métodos do famoso matemático Hermann Weyl. Este trabalho, que mostrou que as órbitas quânticas podem estar associadas a certas propriedades geométricas, foi um passo importante que previu algumas características da mecânica ondulatória. No início daquele ano, Schrödinger derivou uma fórmula para o efeito Doppler relativístico para linhas espectrais, com base na hipótese dos quanta de luz e em considerações de conservação de energia e momento. No entanto, ele tinha grandes dúvidas sobre a validade das últimas considerações sobre o microcosmo. Ele estava próximo da ideia de seu professor Exner sobre a natureza estatística das leis de conservação, por isso aceitou com entusiasmo o aparecimento, na primavera de 1924, de um artigo de Bohr, Kramers e Slater, que sugeria a possibilidade de violação dessas leis. em processos atômicos individuais (por exemplo, em processos de emissão de radiação). Embora experimentos de Hans Geiger e Walter Bothe logo tenham mostrado que essa suposição era incompatível com a experiência, a ideia de energia como conceito estatístico fascinou Schrödinger ao longo de sua vida e foi discutida por ele em diversos relatórios e publicações.

O impulso imediato para o desenvolvimento da mecânica ondulatória foi o conhecimento de Schrödinger, no início de novembro de 1925, com a dissertação de Louis de Broglie, contendo a ideia das propriedades ondulatórias da matéria, bem como com o artigo de Einstein sobre a teoria quântica dos gases, que citou o trabalho do cientista francês. O sucesso do trabalho de Schrödinger nesta direção foi garantido pelo seu domínio do aparato matemático apropriado, em particular a técnica de resolução de problemas de autovalores. Schrödinger tentou generalizar as ondas de De Broglie para o caso de partículas em interação, levando em consideração, como o cientista francês, os efeitos relativísticos. Depois de algum tempo, ele conseguiu representar os níveis de energia como autovalores de algum operador. No entanto, o teste para o caso do átomo mais simples - o átomo de hidrogênio - revelou-se decepcionante: os resultados dos cálculos não coincidiram com os dados experimentais. Isso foi explicado pelo fato de que de fato Schrödinger obteve uma equação relativística, hoje conhecida como equação de Klein-Gordon, que é válida apenas para partículas com spin zero (o spin ainda não era conhecido naquela época). Após este fracasso, o cientista abandonou este trabalho e só voltou a ele algum tempo depois, tendo descoberto que sua abordagem dá resultados satisfatórios na aproximação não relativística.

Na primeira metade de 1926, os editores da revista Annalen der Physik receberam quatro partes do famoso trabalho de Schrödinger “Quantização como um problema de autovalor”. Na primeira parte (recebida pelos editores em 27 de janeiro de 1926), partindo da analogia óptico-mecânica de Hamilton, o autor derivou a equação de onda, agora conhecida como equação de Schrödinger independente do tempo (estacionária), e aplicou-a para encontrar níveis de energia do átomo de hidrogênio. O cientista considerou que a principal vantagem da sua abordagem é que “as regras quânticas já não contêm o misterioso “requisito do número inteiro”: pode agora ser rastreado, por assim dizer, um passo mais profundo e justifica-se na natureza limitada e inequívoca de um certo função espacial.” Esta função, mais tarde chamada de função de onda, foi formalmente introduzida como uma quantidade logaritmicamente relacionada à ação do sistema. Na segunda mensagem (recebida em 23 de fevereiro de 1926), Schrödinger abordou as ideias gerais subjacentes à sua metodologia. Desenvolvendo uma analogia óptico-mecânica, ele generalizou a equação da onda e chegou à conclusão de que a velocidade da partícula é igual à velocidade de grupo do pacote de onda. Segundo o cientista, no caso geral, “a variedade de processos possíveis deve ser retratada com base na equação de onda, e não nas equações básicas da mecânica, que são tão inadequadas para explicar a essência da microestrutura do movimento mecânico quanto geométrica a óptica serve para explicar a difração.” Finalmente, Schrödinger utilizou a sua teoria para resolver alguns problemas específicos, em particular o problema do oscilador harmónico, obtendo uma solução consistente com os resultados da mecânica matricial de Heisenberg.

Na introdução à terceira parte do artigo (recebida em 10 de maio de 1926), o termo “mecânica ondulatória” (Wellenmechanik) apareceu pela primeira vez para designar a abordagem desenvolvida por Schrödinger. Generalizando o método desenvolvido por Lord Rayleigh na teoria das vibrações acústicas, o cientista austríaco desenvolveu um método para obter soluções aproximadas para problemas complexos no âmbito da sua teoria, conhecido como teoria das perturbações independentes do tempo. Ele aplicou este método para descrever o efeito Stark para o átomo de hidrogênio e deu boa concordância com os dados experimentais. Na quarta mensagem (recebida em 21 de junho de 1926), o cientista formulou uma equação mais tarde chamada de equação de Schrödinger não estacionária (tempo) e a usou para desenvolver a teoria das perturbações dependentes do tempo. Como exemplo, ele considerou o problema da dispersão e discutiu questões relacionadas a ela; em particular, no caso de um potencial de perturbação periódico no tempo, ele chegou à conclusão de que existem frequências de combinação na radiação secundária. No mesmo trabalho foi apresentada uma generalização relativística da equação básica da teoria, obtida por Schrödinger na fase inicial de seu trabalho (a equação de Klein-Gordon).

O trabalho de Schrödinger imediatamente após seu aparecimento atraiu a atenção dos principais físicos do mundo e foi saudado com entusiasmo por cientistas como Einstein, Planck e Sommerfeld. Parecia inesperado que a descrição usando equações diferenciais contínuas desse os mesmos resultados que a mecânica matricial com seu formalismo algébrico incomum e complexo e sua confiança na discrição das linhas espectrais conhecidas pela experiência. A mecânica ondulatória, próxima em espírito à mecânica clássica do contínuo, parecia preferível para muitos cientistas. Em particular, o próprio Schrödinger falou criticamente da teoria da matriz de Heisenberg: “Claro, eu conhecia sua teoria, mas fiquei assustado, se não repelido, pelos métodos da álgebra transcendental que me pareciam muito difíceis e pela falta de qualquer clareza. ” No entanto, Schrödinger estava convencido da equivalência formal dos formalismos da mecânica ondulatória e matricial. A prova dessa equivalência foi dada por ele no artigo “Sobre a relação da mecânica quântica de Heisenberg - Born - Jordan com a minha”, recebido pelos editores do Annalen der Physik em 18 de março de 1926. Ele mostrou que qualquer equação da mecânica ondulatória pode ser representada na forma de matriz e, inversamente, a partir de determinadas matrizes pode-se prosseguir para funções de onda. Independentemente, a ligação entre as duas formas de mecânica quântica foi estabelecida por Karl Eckart e Wolfgang Pauli.

A importância da mecânica ondulatória de Schrödinger foi imediatamente reconhecida pela comunidade científica, e já nos primeiros meses após o aparecimento dos trabalhos fundamentais, várias universidades na Europa e na América começaram a estudar e aplicar a nova teoria a vários problemas particulares. A propaganda das ideias da mecânica ondulatória foi facilitada pelos discursos de Schrödinger nas reuniões da Sociedade Física Alemã (Alemanha) em Berlim e Munique no verão de 1926, bem como por uma extensa viagem pela América, que empreendeu em dezembro de 1926 - abril 1927. Durante esta viagem, proferiu 57 palestras em diversas instituições científicas dos Estados Unidos.

Logo após o aparecimento dos artigos fundamentais de Schrödinger, o formalismo conveniente e consistente neles delineado começou a ser amplamente utilizado para resolver uma ampla variedade de problemas na teoria quântica. No entanto, o formalismo em si ainda não estava suficientemente claro naquela época. Uma das principais questões colocadas pelo trabalho seminal de Schrödinger foi a questão do que vibra num átomo, ou seja, o problema do significado e das propriedades da função de onda. Na primeira parte de seu artigo, ele assumiu que era uma função real, de valor único e duas vezes diferenciável em todos os lugares, mas na última parte ele permitiu a possibilidade de valores complexos para ela. Ao mesmo tempo, ele interpretou o módulo quadrático desta função como uma medida da distribuição da densidade de carga elétrica no espaço de configuração. O cientista acreditava que as partículas poderiam agora ser representadas visualmente como pacotes de ondas, adequadamente compostos por um conjunto de funções próprias, e assim abandonar completamente os conceitos corpusculares. A impossibilidade de tal explicação tornou-se clara muito rapidamente: no caso geral, os pacotes de ondas inevitavelmente se espalham, o que está em contradição com o comportamento claramente corpuscular das partículas em experimentos de espalhamento de elétrons. A solução para o problema foi dada por Max Born, que propôs uma interpretação probabilística da função de onda.

Para Schrödinger, tal interpretação estatística, que contradizia as suas ideias sobre ondas mecânicas quânticas reais, era absolutamente inaceitável, porque deixava em vigor saltos quânticos e outros elementos de descontinuidade dos quais ele queria se livrar. A rejeição do cientista à nova interpretação de seus resultados foi manifestada mais claramente nas discussões com Niels Bohr que ocorreram em outubro de 1926, durante a visita de Schrödinger a Copenhague. Werner Heisenberg, uma testemunha destes acontecimentos, escreveu posteriormente:

Esta interpretação, que se baseou na interpretação probabilística da função de onda de Born, no princípio da incerteza de Heisenberg e no princípio da complementaridade de Bohr, foi formulada em 1927 e ficou conhecida como interpretação de Copenhague. No entanto, Schrödinger nunca foi capaz de aceitá-lo e até o fim da vida defendeu a necessidade de uma representação visual da mecânica ondulatória. No entanto, com base nos resultados da sua visita a Copenhaga, ele observou que, apesar de todas as divergências científicas, “as relações com Bohr [com quem ele não conhecia anteriormente] e especialmente com Heisenberg... eram absolutamente, sem nuvens, amigáveis ​​e cordiais. ”

Depois de completar o formalismo da mecânica ondulatória, Schrödinger conseguiu obter com sua ajuda uma série de resultados importantes de natureza particular. No final de 1926, ele usou sua técnica para descrição visual Efeito Compton, e também tentou combinar mecânica quântica e eletrodinâmica. A partir da equação de Klein-Gordon, Schrödinger obteve uma expressão para o tensor energia-momento e a lei de conservação correspondente para ondas de matéria e ondas eletromagnéticas combinadas. No entanto, estes resultados, tal como a equação original, revelaram-se inaplicáveis ​​​​ao elétron, pois não permitiam levar em conta o seu spin (isto foi feito posteriormente por Paul Dirac, que recebeu a sua famosa equação). Só muitos anos depois ficou claro que os resultados de Schrödinger eram válidos para partículas com spin zero, como os mésons. Em 1930, obteve uma expressão generalizada para a relação de incerteza de Heisenberg para qualquer par de quantidades físicas (observáveis). No mesmo ano, ele integrou pela primeira vez a equação de Dirac para um elétron livre, concluindo que seu movimento é descrito pela soma do movimento retilíneo uniforme e do movimento trêmulo de alta frequência (Zitterbewegung) de pequena amplitude. Este fenômeno é explicado pela interferência de partes do pacote de ondas correspondentes ao elétron, relacionadas às energias positivas e negativas. Em 1940-1941, Schrödinger desenvolveu detalhadamente, no âmbito da mecânica ondulatória (isto é, a representação de Schrödinger), um método de fatoração para resolver problemas de autovalores. A essência desta abordagem é representar o Hamiltoniano do sistema como um produto de dois operadores.

Schrödinger voltou mais de uma vez às críticas a vários aspectos da interpretação de Copenhague do final da década de 1920, e discutiu esses problemas com Einstein, com quem eram colegas na Universidade de Berlim na época. A sua comunicação sobre este tema continuou nos anos subsequentes através de correspondência, que se intensificou em 1935 após a publicação do famoso artigo de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) sobre a incompletude da mecânica quântica. Em uma das cartas a Einstein (datada de 19 de agosto de 1935), bem como em um artigo enviado em 12 de agosto à revista Naturwissenschaften, foi apresentado pela primeira vez um experimento mental que ficou conhecido como o paradoxo do “gato de Schrodinger”. A essência deste paradoxo, segundo Schrödinger, era que a incerteza ao nível atómico pode levar à incerteza à escala macroscópica (uma “mistura” de um gato vivo e um gato morto). Isto não atende ao requisito de que os estados dos macroobjetos sejam certos, independentemente de sua observação e, portanto, “impede-nos de aceitar de maneira tão ingênua o “modelo de imprecisão” [isto é, a interpretação padrão da mecânica quântica] como uma imagem da realidade.” Einstein viu esse experimento mental como uma indicação de que a função de onda se preocupa em descrever um conjunto estatístico de sistemas, e não um microssistema individual. Schrödinger discordou, considerando a função de onda diretamente relacionada à realidade, e não à sua descrição estatística. No mesmo artigo, ele analisou outros aspectos da teoria quântica (por exemplo, o problema da medição) e chegou à conclusão de que a mecânica quântica “ainda é apenas um truque conveniente, que, no entanto, adquiriu... uma influência extremamente grande em nossas visões fundamentais da natureza.” Uma reflexão mais aprofundada sobre o paradoxo EPR levou Schrödinger ao complexo problema do emaranhamento quântico (alemão: Verschrönkung, inglês: Entanglement). Ele conseguiu provar um teorema matemático geral de que, depois de dividir um sistema em partes, sua função de onda geral não é um simples produto das funções de subsistemas individuais. Segundo Schrödinger, este comportamento dos sistemas quânticos é uma desvantagem significativa da teoria e uma razão para o seu aperfeiçoamento. Embora os argumentos de Einstein e Schrödinger não pudessem abalar a posição dos defensores da interpretação padrão da mecânica quântica, representados principalmente por Bohr e Heisenberg, eles estimularam o esclarecimento de alguns de seus aspectos fundamentalmente importantes e até levaram a uma discussão sobre o caráter filosófico. problema da realidade física.

Em 1927, Schrödinger propôs o chamado conceito ressonante de interações quânticas, baseado na hipótese de uma troca contínua de energia entre sistemas quânticos com frequências naturais semelhantes. Porém, esta ideia, apesar de todas as esperanças do autor, não poderia substituir a ideia de estados estacionários e transições quânticas. Em 1952, no artigo “Do Quantum Leaps Exist?” voltou ao conceito ressonante, criticando a interpretação probabilística. Numa resposta detalhada aos comentários contidos neste trabalho, Max Born chegou à seguinte conclusão:

Eletromagnetismo e relatividade geral

Schrödinger conheceu o trabalho de Einstein sobre a teoria da relatividade geral (GR) na Itália, às margens do Golfo de Trieste, onde sua unidade militar esteve estacionada durante a Primeira Guerra Mundial. Compreendeu detalhadamente o formalismo matemático (cálculo tensorial) e o significado físico da nova teoria, e já em 1918 publicou dois pequenos trabalhos com resultados próprios, em particular, participando da discussão sobre a energia do campo gravitacional dentro a estrutura da Relatividade Geral. O cientista retornou aos temas da relatividade geral apenas no início da década de 1930, quando tentou considerar o comportamento das ondas de matéria no espaço-tempo curvo. O período mais frutífero de estudo de Schrödinger sobre a gravidade ocorreu enquanto ele trabalhava em Dublin. Em particular, ele obteve uma série de resultados específicos no âmbito do modelo cosmológico de Sitter, incluindo a indicação dos processos de nascimento da matéria em tal modelo do Universo em expansão. Na década de 1950, ele escreveu dois livros sobre relatividade geral e cosmologia - Estrutura Espaço-Tempo (1950) e Universos em Expansão (1956).

Outra direção do trabalho de Schrödinger foram as tentativas de criar uma teoria de campo unificada combinando a teoria da gravidade e a eletrodinâmica. Esta actividade foi imediatamente precedida, a partir de 1935, pelo estudo do cientista austríaco sobre a possibilidade de uma generalização não linear das equações de Maxwell. O objetivo desta generalização, empreendida primeiro por Gustav Mie (1912), e depois por Max Born e Leopold Infeld (1934), era limitar a magnitude do campo eletromagnético em distâncias curtas, o que deveria fornecer um valor finito para o energia intrínseca de partículas carregadas. A carga elétrica dentro desta abordagem é interpretada como uma propriedade interna do campo eletromagnético. Desde 1943, Schrödinger continuou as tentativas de Weyl, Einstein e Arthur Eddington de derivar uma equação de campo unificada a partir do princípio da menor ação, escolhendo corretamente a forma do Lagrangiano no âmbito da geometria afim. Limitando-se, como seus antecessores, a uma consideração puramente clássica, Schrödinger propôs a introdução de um terceiro campo, que deveria compensar as dificuldades de combinar gravitação e eletromagnetismo, apresentado na forma de Born-Infeld. Ele associou este terceiro campo às forças nucleares, cujos portadores na época eram considerados mésons hipotéticos. Em particular, a introdução de um terceiro campo na teoria permitiu preservar a sua invariância de calibre. Em 1947, Schrödinger fez outra tentativa de unificar os campos eletromagnético e gravitacional, encontrando uma nova forma do Lagrangiano e derivando novas equações de campo. Essas equações continham uma ligação entre o eletromagnetismo e a gravidade, que, segundo o cientista, poderia ser responsável pela geração de campos magnéticos pela rotação de massas, por exemplo, o Sol ou a Terra. O problema, porém, era que as equações não permitiam o retorno a um campo eletromagnético puro quando a gravidade era “desligada”. Apesar dos grandes esforços, numerosos problemas enfrentados pela teoria não puderam ser resolvidos. Schrödinger, tal como Einstein, não conseguiu criar uma teoria de campo unificada através da geometrização de campos clássicos e em meados da década de 1950 abandonou esta actividade. De acordo com Otto Hittmair, um dos colaboradores de Schrödinger em Dublin, "as grandes esperanças deram lugar a uma distinta decepção neste período da vida do grande cientista".

"O que é a vida?"

A criação da mecânica quântica permitiu estabelecer fundamentos teóricos confiáveis ​​​​da química, com a ajuda dos quais foi obtida uma explicação moderna da natureza da ligação química. O desenvolvimento da química, por sua vez, teve um impacto profundo na formação da biologia molecular. O famoso cientista Linus Pauling escreveu a este respeito:

A contribuição direta de Schrödinger para a biologia deriva de seu livro What is Life? (1944), baseado em palestras proferidas no Trinity College Dublin em fevereiro de 1943. Estas palestras e livro foram inspirados num artigo de Nikolai Timofeev-Resovsky, Carl Zimmer e Max Delbrück publicado em 1935 e transmitido a Schrödinger por Paul Ewald no início da década de 1940. Este artigo é dedicado ao estudo das mutações genéticas que surgem sob a influência dos raios X e da radiação gama e explica quais os autores desenvolveram a teoria do alvo. Embora naquela época a natureza dos genes da hereditariedade ainda não fosse conhecida, um olhar sobre o problema da mutagênese do ponto de vista da física atômica permitiu identificar alguns padrões gerais desse processo. O trabalho de Timofeev - Zimmer - Delbrück foi usado por Schrödinger como base para seu livro, que atraiu grande atenção de jovens físicos. Alguns deles (por exemplo, Maurice Wilkins) sob sua influência decidiram estudar biologia molecular.

Os primeiros capítulos de O que é a vida? dedicam-se a uma revisão de informações sobre os mecanismos de hereditariedade e mutações, incluindo as ideias de Timofeev, Zimmer e Delbrück. Os dois últimos capítulos contêm os pensamentos do próprio Schrödinger sobre a natureza da vida. Em um deles, o autor introduziu o conceito de entropia negativa (possivelmente remontando a Boltzmann), que os organismos vivos devem receber do mundo circundante para compensar o aumento da entropia, levando-os ao equilíbrio termodinâmico e, portanto, à morte. . Esta, segundo Schrödinger, é uma das principais diferenças entre a vida e a natureza inanimada. Segundo Pauling, a ideia de entropia negativa, formulada na obra de Schrödinger sem o devido rigor e clareza, não acrescenta praticamente nada à nossa compreensão do fenômeno da vida. Francis Simon apontou logo após a publicação do livro que a energia livre deveria desempenhar um papel muito maior nos organismos do que a entropia. Nas edições subsequentes, Schrödinger levou em conta esta observação, notando a importância da energia livre, mas ainda deixou discussões sobre entropia nesta, como expresso Prêmio Nobel Max Perutz, "capítulo enganoso" inalterado.

No último capítulo, Schrödinger voltou à sua ideia, que permeia todo o livro e é que o mecanismo de funcionamento dos organismos vivos (sua reprodutibilidade exata) não está de acordo com as leis da termodinâmica estatística (aleatoriedade no nível molecular). Segundo Schrödinger, as descobertas da genética permitem-nos concluir que nela não há lugar para leis probabilísticas às quais o comportamento das moléculas individuais deva obedecer; o estudo da matéria viva, portanto, pode levar a algumas novas leis da natureza não clássicas (mas ao mesmo tempo determinísticas). Para resolver este problema, Schrödinger recorreu à sua famosa hipótese sobre o gene como um cristal unidimensional aperiódico, que remonta ao trabalho de Delbrück (este último escreveu sobre o polímero). Talvez seja o cristal aperiódico molecular, no qual está escrito o “programa da vida”, que permite evitar as dificuldades associadas ao movimento térmico e à desordem estatística. No entanto, como mostrou o desenvolvimento da biologia molecular, para o desenvolvimento desta área do conhecimento, as leis já existentes da física e da química foram suficientes: as dificuldades que Schrödinger discutiu são resolvidas usando o princípio da complementaridade e da catálise enzimática, que torna possível produzir grandes quantidades de uma determinada substância. Reconhecendo o papel de O que é a vida? ao popularizar as ideias da genética, Max Perutz, porém, chegou à seguinte conclusão:

Visões filosóficas

Em 1960, Schrödinger relembrou o período após o fim da Primeira Guerra Mundial:

Somente depois de chegar a Dublin ele conseguiu dedicar atenção suficiente às questões filosóficas. De sua pena saíram uma série de trabalhos não apenas sobre problemas filosóficos da ciência, mas também de natureza filosófica geral - “Ciência e Humanismo” (1952), “Natureza e os Gregos” (1954), “Mente e Matéria” (1958). ) e “Minha visão sobre o mundo”, obra que concluiu pouco antes de sua morte. Schrödinger prestou especial atenção à filosofia antiga, que o atraiu pela sua unidade e pelo significado que poderia desempenhar para a resolução dos problemas do nosso tempo. A esse respeito, ele escreveu:

Nas suas obras, voltando-se também para a herança da filosofia indiana e chinesa, Schrödinger tentou olhar para a ciência e a religião, a sociedade humana e os problemas éticos a partir de uma posição unificada; o problema da unidade representou um dos principais motivos de seu trabalho filosófico. Em trabalhos que podem ser atribuídos à filosofia da ciência, destacou a estreita ligação da ciência com o desenvolvimento da sociedade e da cultura como um todo, discutiu os problemas da teoria do conhecimento e participou de discussões sobre o problema da causalidade e modificação deste conceito à luz da nova física. Vários livros e coleções de artigos são dedicados à discussão e análise de aspectos específicos das visões filosóficas de Schrödinger sobre diversas questões. Embora Karl Popper o chamasse de idealista, em suas obras Schrödinger defendeu consistentemente a possibilidade de um estudo objetivo da natureza:

Prêmios e Associações

• Prêmio Heitinger (1920)
• Medalha Matteucci (1927)
• Medalha Max Planck (1937)
• Ordem do Mérito da República Federal da Alemanha
• Prêmio Erwin Schrödinger (1956)
• Distintivo honorário austríaco para ciência e arte (1957)
• Membro da Academia Austríaca de Ciências, Academia Prussiana de Ciências (1929), Academia de Ciências da URSS (1934, membro correspondente desde 1928), Royal Society of London (1949), Pontifícia Academia de Ciências (1937), Royal Irish Academy (1940) ), Real Academia Espanhola de Ciências

Memória

• Uma das crateras da Lua, o vale lunar () e um asteróide () têm o nome de Schrödinger.
• Na física, seu nome é dado ao paradoxo quântico do gato de Schrödinger.
• Em 1983, a Áustria emitiu notas de 1.000 xelins com o retrato de Schrödinger. Estavam em circulação antes de o país mudar para o euro.
• Uma das praças vienenses (Schrödingerplatz), o edifício da biblioteca central de ciências naturais da Universidade de Berlim (Erwin-Schrödinger-Zentrum) e o Instituto de Física Matemática de Viena (Instituto de Física Matemática), fundado em 1993, são nomeados depois de Schrodinger.
• Em 1956, a Academia Austríaca de Ciências criou o Prêmio Erwin Schrödinger, do qual ele próprio se tornou o primeiro laureado. A Associação Mundial de Química Pura e Computacional () concede a Medalha Schrödinger a "um notável químico computacional que não recebeu este prêmio anteriormente".

Ensaios

Livros

• E. Schrödinger. Abhandlungen zur Wellenmechanik. -Leipzig, 1927.
• E. Schrödinger. Vier Vorlesungen ?ber Wellenmechanik. - Berlim, 1928. Tradução russa: E. Schrödinger. Quatro palestras sobre mecânica quântica. - Kharkov - Kyiv, 1936.
• E. Schrödinger. ?ber Indeterminismus in der Physik. Zwei Vortröge zur Kritik der naturwissenschaftlichen Erkenntnis. -Leipzig, 1932.
• E. Schrödinger. O que é a vida? O aspecto físico da célula viva. - Cambridge: University Press, 1944. Tradução russa: E. Schrödinger. O que é a vida? Aspecto físico de uma célula viva. - 3ª edição - Izhevsk: RHD, 2002.
• E. Schrödinger. Termodinâmica Estatística. - Cambridge: University Press, 1946. Tradução russa: E. Schrödinger. Termodinâmica estatística. - Izhevsk: RHD, 1999.
• E. Schrödinger. Gedichte. - Bonn, 1949. - volume da poesia de Schrödinger
• E. Schrödinger. Estrutura Espaço-Tempo. - Cambridge: University Press, 1950. Tradução russa: E. Schrödinger. Estrutura espaço-tempo do Universo. - M.: Nauka, 1986.
• E. Schrödinger. Ciência e Humanismo. - Cambridge: University Press, 1952. Tradução russa: E. Schrödinger. Ciência e humanismo. - Ijevsk: RHD, 2001.
• E. Schrödinger. A natureza e os gregos. - Cambridge: University Press, 1954. Tradução russa: E. Schrödinger. A natureza e os gregos. - Ijevsk: RHD, 2001.
• E. Schrödinger. Universos em expansão. - Cambridge: University Press, 1956. Tradução russa: E. Schrödinger. Estrutura espaço-tempo do Universo. - M.: Nauka, 1986.
• E. Schrödinger. Mente e Matéria. - Cambridge: University Press, 1958. Tradução russa: E. Schrödinger. Mente e matéria. - Izhevsk: RHD, 2000.
• E. Schrödinger. Meine Weltansicht. - Viena, 1961. Tradução russa: E. Schrödinger. Minha visão do mundo. - M.: Librocom, 2009.

Principais artigos científicos

• E. Schrödinger. Studien ?ber Kinetik der Dielektrika, den Schmelzpunkt, Pyround Piezoelektrizit?t // Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften der Wien. - 1912. - Vol. 121. - S. 1937-1973.
• E. Schrödinger. ?ber die Sch?rfe der mit R?ntgenstrahlen erzeugten Interferenzbilder // Physikalische Zeitschrift. - 1914. - Vol. 15. - P. 79-86.
• Tradução russa:
• E. Schrödinger. ?ber die Kraftfreie Bewegung in der relativistischen Quantenmechanik // Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften. - 1930. - S. 418-428.
• E. Schrödinger. As leis finais de campo afim // Proceedings of the Royal Irish Academy A. - 1947. - Vol. 51. - S. 163-179.

Algumas obras em tradução russa

• E. Schrodinger. A ideia básica da mecânica ondulatória // W. Heisenberg, P. Dirac, E. Schrödinger. Mecânica quântica moderna. Três relatórios do Nobel. - L.-M.: GTTI, 1934. - S. 37-60.
• E. Schrodinger. Novos caminhos na física: artigos e discursos. - M.: Nauka, 1971.
• E. Schrodinger. Componentes da energia do campo gravitacional // Coleção Einstein 1980-1981. - M.: Nauka, 1985. - S. 204-210.