ШРЁДИНГЕР ЭРВИН

(1887 г. – 1961 г.)

Эрвин Шрёдингер родился 12 августа 1887 года в Вене. Его отец, Рудольф Шрёдингер, в свое время унаследовал небольшое семейное предприятие – фабрику по производству линолеума. Материальных трудностей семья не испытывала, и Рудольф, человек весьма образованный, имел возможность в свое удовольствие заниматься естественными науками. В частности, он много лет был вице-президентом Венского ботанико-зоологического общества и нередко выступал с докладами. Много внимания Рудольф уделял и воспитанию сына. Впоследствии Эрвин Шрёдингер писал, что отец был для него «другом, учителем и неутомимым собеседником». Эмилия, мать будущего ученого, была наполовину англичанкой. С раннего детства Эрвин владел и английским, и немецким языками. Возможно, именно поэтому впоследствии он легко выучил еще шесть иностранных языков.

Детство Эрвина было, можно сказать, безоблачным. До 11 лет он учился дома под руководством родителей и частного учителя. В 1898 году мальчик поступил в Академическую гимназию. О тех годах Шрёдингер позже вспоминал, что хорошо успевал по всем предметам, особенно любил физику и математику, обожал литературу, но ненавидел педантичный разбор произведений. Один из однокашников Эрвина отмечал, что по физике и математике он обходился без всяких домашних заданий, схватывая материал непосредственно на уроках. В конце занятий учитель часто вызывал его к доске и давал задачи повышенной сложности, которые мальчик решал играючи.

В 1906 году, превосходно окончив гимназию, Эрвин Шрёдингер поступил в Венский университет. Конечно же, больше всего его интересовали точные науки. Но Эрвин также увлекался иностранными языками, литературой, даже писал стихи. Что же касается физики и математики, то в те времена в Венском университете хватало превосходных преподавателей. Особенно большое влияние на формирование научного мировоззрения юноши оказал Фриц Газенерль [100]. Через много лет в своей нобелевской речи Шрёдингер сказал: «Тогда (во время Первой мировой войны) погиб Газенерль, и чувство подсказывает мне, что не случись этого, он стоял бы здесь вместо меня».

20 мая 1910 года Эрвин Шрёдингер защитил докторскую диссертацию об электрической проводимости на поверхности изоляторов в сыром воздухе. Работа эта удостоилась публикации в «Докладах» Венской академии наук. Также успешно Эрвин сдал и выпускные экзамены, после чего получил докторскую степень.

По бытовавшим тогда правилам выпускники университета должны были год отслужить в армии. Демобилизовавшись, Шрёдингер занял место ассистента физического практикума во Втором физическом институте Венского университета. Молодой ученый интересовался целым рядом научных проблем: радиоактивностью и ее связью с атмосферным электричеством, электротехникой, акустикой и оптикой, обратил внимание и на квантовую физику. 9 января 1914 года Эрвин Шрёдингер был утвержден в должности доцента. Теперь он мог читать лекции, что, впрочем, никак не отразилось на финансовом состоянии его дел: приват-доцентура не оплачивалась. Эрвин продолжал жить на иждивении у родителей, что уже начинало его угнетать. Он мечтал о финансовой самостоятельности. В том же 1914 году Шрёдингер написал и свою первую заметную работу, в которой развивал идеи Больцмана. Но из-за вспыхнувшей Первой мировой войны она осталась незамеченной.

После начала войны Шрёдингер был мобилизован и отправлен на итальянскую границу. К счастью, активных военных действий на участке, где служил Эрвин, не происходило. Во время службы он успевал читать физическую литературу и даже писал научные статьи. Именно во время войны он познакомился с работами Эйнштейна, посвященными основам общей теории относительности. В 1915 году Шрёдингер был переведен в Венгрию, где принял участие в сражениях и даже был отмечен наградами. Впрочем, наукой он заниматься не перестал. Через некоторое время Эрвин вернулся на итальянский фронт.

Весной 1917 года Шрёдингер был отозван в Вену, где ему поручили преподавать курс метеорологии. Вскоре появились и первые статьи ученого по квантовой физике. В 1918–1920 годах он написал несколько работ, внесших существенный вклад в теорию цветового зрения, создал математическую теорию цвета, на которой основывается современная колориметрия [101], доказал статистический характер радиоактивного распада, изучал динамику кристаллических решеток. Имя его постепенно становилось известным в научном мире.

В 1919 году Эрвин Шрёдингер обручился с Анной Бертель. К сожалению, в послевоенной Австрии научная деятельность не могла принести достатка, Анна, например, работала в Вене секретарем, и ее месячный заработок превышал годовой доход Эрвина. Начался длительный период мытарств, в ходе которого ученый сменил целый ряд мест работы. В 1920 году Шрёдингер отказался от предложенной ему адъюнктуры в Вене и принял предложение перейти в Йенский физический институт, где занял должность ассистента. Это позволило получить ему материальную независимость и жениться. Вскоре молодой ученый, работы которого становились все более известными, стал получать приглашения от различных научных центров. В Иене он проработал только четыре месяца, после чего перебрался в Штутгарт, где занял должность профессора теоретической физики Высшей технической школы. Но и в Штутгарте Шрёдингер не задержался. Спустя семестр он переехал в Бреслау, а буквально через несколько недель получил приглашение занять кафедру теоретической физики в Высшей технической школе Цюриха. Кафедру до него занимали Эйнштейн и Лауэ [102]. Отказаться от такого лестного предложения Шрёдингер, естественно, не мог. В 1921 году он переехал в Цюрих.

В Цюрихе Шрёдингер начал заниматься строением атома. В 1924 году он увлекся квантовой статистикой, а в 1925–1926 годах написал работы, благодаря которым его и называют одним из создателей волновой механики. Толчком к ним послужила выдвинутая в 1924 году Луи де Бройлем идея о волновых свойствах материи. 3 ноября 1925 года Шрёдингер писал Эйнштейну о том, что его очень заинтересовала работа французского ученого. В конце ноября он провел семинар, посвященный идеям де Бройля. На этом семинаре один из студентов высказал предположение, что должно существовать уравнение, которое может описывать возможные состояния системы и изменение состояния квантовых объектов во времени. Еще через несколько недель Шрёдингер вычислил это уравнение. В 1926 году он опубликовал серию из шести статей под общим названием «Квантование как задача о собственных значениях», которые совершили переворот в физике. В них ученый фактически создал волновую (квантовую) механику. Уравнение Шрёдингера – основное уравнение нерелятивистской квантовой механики, играет для этого раздела физики такую же роль, как уравнение движения Ньютона для классической механики. В своих работах Эрвин Шрёдингер также дал решение своего уравнения для ряда частных задач и предложил общий метод его применения в теории возмущений. Здесь, однако, необходимо отметить, что взгляды Шрёдингера несколько отличались от современных. Он (впрочем, как Эйнштейн, Планк, де Бройль и многие другие физики) был сторонником «классической» (чисто волновой) интерпретации волновой функции – величины, определяемой уравнением. Это расходилось с точкой зрения Нильса Бора, ратовавшего за вероятностное толкование квантовой механики. После длительной и изматывающей дискуссии Шрёдингер неохотно, но все-таки признал правоту датчанина. Тем не менее, Шрёдингер до конца своих дней так окончательно и не примирился с вероятностной квантовой механикой.

В конце 1926 года Эрвин Шрёдингер по приглашению американских ученых отправился читать лекции в университет Мэдисона. К этому времени Макс Планк ушел с кафедры теоретической физики в Берлинском университете, и она была предложена Шрёдингеру. Летом 1927 года Эрвин переехал в Берлин. А уже через год он единогласно (что, кстати, происходило очень редко) был избран членом Берлинской академии.