Erwin Schrödinger in Schrödingerjev mačji miselni eksperiment
Nobelov nagrajenec za fiziko, ki je oblikoval kvantno mehaniko
YingHuiTay / Getty Images
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (rojen 12. avgusta 1887 na Dunaju, Avstrija) je bil fizik, ki je opravil prelomno delo v kvantna mehanika , področje, ki proučuje, kako se energija in snov obnašata na zelo majhnih dolžinskih skalah. Leta 1926 je Schrödinger razvil enačbo, ki je napovedala, kje se bo nahajal elektron v atomu. Leta 1933 je prejel a Nobelova nagrada za to delo, skupaj s fizik Paul Dirac .
Hitra dejstva: Erwin Schrödinger
- Louis de Broglie , fizik, predstavil koncept zadeva valovi.' Schrödinger je prebral de Brogliejevo tezo in opombo, ki jo je napisalAlbert Einstein, ki je pozitivno govoril o de Brogliejevem delu. Schrödinger je bil tudi pozvan, naj razpravlja o de Brogliejevem delu na seminarju, ki sta ga gostili Univerza v Zürichu in druga univerza, ETH Zurich.
- Boltzmann. Schrödinger je Boltzmannov statistični pristop k fiziki smatral za svojo prvo ljubezen v znanosti in velik del njegovega znanstvenega izobraževanja je sledil Boltzmannovi tradiciji.
- Schrödingerjevo prejšnje delo o kvantni teoriji plinov, ki je preučevalo pline z vidika kvantne mehanike. V enem od svojih člankov o kvantni teoriji plinov, O Einsteinovi teoriji plinov, je Schrödinger uporabil de Brogliejevo teorijo o valovanju snovi, da bi pojasnil obnašanje plinov.
- ribič e Vsi smo vidiki enega samega bitja: uvod v Erwina Schrödingerja. Jaz sem Nič , 1984; 51 (3): 809-835.
- Heitler W. Erwin Schrödinger, 1887-1961. Biogr Mem Fellows Royal Soc , 1961; 7 : 221-228.
- Mojstri B. Pot Erwina Schrödingerja do valovne mehanike. Opt Photonics News , 2014; 25 (2): 32-39.
- Moore W. Schrödinger: Življenje in misel. Cambridge University Press; 1989.
- Schrödinger: Praznovanje stoletnice polihistorja. Ed. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
- Schrödinger E. Kvantizacija kot problem lastnih vrednosti, prva komunikacija. Ann. Phys. , 1926; 79 : 361-376.
- Teresi D. Osamljeni opazovalec kvantne mehanike. Spletna stran New York Timesa. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html . 1990.
Schrödinger je morda bolj znan po Schrödingerjeva mačka , miselni eksperiment, ki ga je zasnoval leta 1935, da bi ponazoril težave s skupno interpretacijo kvantne mehanike.
Zgodnja leta in izobraževanje
Schrödinger je bil edini otrok Rudolfa Schrödingerja – delavca v tovarni linoleja in oljne tkanine, ki je posel podedoval po očetu – in Georgine, hčerke Rudolfovega profesorja kemije. Schrödingerjeva vzgoja je poudarjala kulturno spoštovanje in napredek v znanosti in umetnosti.
Schrödinger se je šolal pri učitelju in pri očetu doma. Pri 11 letih je vstopil v Akademische Gymnasium na Dunaju, šolo, osredotočeno na klasično izobraževanje in usposabljanje v fiziki in matematiki. Tam je užival v učenju klasičnih jezikov, tuje poezije, fizike in matematike, sovražil pa je učenje na pamet tega, kar je imenoval naključne datume in dejstva.
Schrödinger je študij nadaljeval na dunajski univerzi, kamor je vstopil leta 1906. Leta 1910 je doktoriral iz fizike pod vodstvom Friedricha Hasenöhrla, ki ga je imel Schrödinger za enega svojih največjih intelektualnih vplivov. Hasenöhrl je bil učenec fizika Ludwiga Boltzmanna, priznanega znanstvenika, znanega po svojem delu v statistična mehanika .
Ko je Schrödinger doktoriral, je delal kot asistent Franza Exnerja, še enega Boltzmannovega študenta, dokler ni bil v začetkuprva svetovna vojna.
Začetki kariere
Leta 1920 se je Schrödinger poročil z Annemarie Bertel in se z njo preselil v Jeno v Nemčiji, da bi delal kot pomočnik fizika Maxa Wiena. Od tam je v kratkem času postal profesor na številnih univerzah, najprej je postal nižji profesor v Stuttgartu, nato redni profesor v Breslauu, preden se je leta 1921 pridružil Univerzi v Zürichu kot profesor. Schrödingerjevih šest let na Zürich je bil nekaj najpomembnejših v njegovi poklicni karieri.
Na Univerzi v Zürichu je Schrödinger razvil teorijo, ki je znatno napredovala pri razumevanju kvantne fizike. Objavil je vrsto člankov – približno enega na mesec – o valovni mehaniki. Zlasti prvi dokument, Kvantizacija kot problem lastnih vrednosti ,« je predstavil tisto, kar je postalo znano kot Schrödingerjeva enačba , zdaj osrednji del kvantne mehanike. Schrödinger je za to odkritje leta 1933 prejel Nobelovo nagrado.
Schrödingerjeva enačba
Schrödingerjeva enačba je matematično opisala 'valovno' naravo sistemov, ki jih ureja kvantna mehanika. S to enačbo je Schrödinger zagotovil način za ne le preučevanje vedenja teh sistemov, ampak tudi napovedovanje njihovega obnašanja. Čeprav je bilo na začetku veliko razprav o tem, kaj pomeni Schrödingerjeva enačba, so jo znanstveniki sčasoma interpretirali kot verjetnost, da najdemo elektron nekje v vesolju.
Schrödingerjeva mačka
Schrödinger je oblikoval ta miselni eksperiment kot odgovor na Kopenhagenska interpretacija kvantne mehanike, ki trdi, da delec, ki ga opisuje kvantna mehanika, obstaja v vseh mogočih stanjih hkrati, dokler ga ne opazujemo in smo prisiljeni izbrati eno stanje. Tukaj je primer: razmislite o luči, ki lahko sveti rdeče ali zeleno. Ko ne gledamo v svetlobo, predvidevamo, da je oba rdeča in zelena. Ko pa jo pogledamo, se mora svetloba prisiliti, da je ali rdeča ali zelena, in to je barva, ki jo vidimo.
Schrödinger se s to razlago ni strinjal. Ustvaril je drugačen miselni eksperiment, imenovan Schrödingerjeva mačka, da bi ponazoril svoje skrbi. V poskusu s Schrödingerjevo mačko je mačka postavljena v zaprto škatlo z radioaktivno snovjo in strupenim plinom. Če bi radioaktivna snov razpadla, bi sprostila plin in ubila mačko. Če ne, bi bila mačka živa.
Ker ne vemo, ali je mačka živa ali mrtva, jo upoštevamo oboje živ in mrtev, dokler nekdo ne odpre škatle in se sam prepriča, v kakšnem stanju je mačka. Tako je nekdo preprosto s pogledom v škatlo čudežno naredil mačko živo ali mrtvo, čeprav je to nemogoče.
Vplivi na Schrödingerjevo delo
Schrödinger ni zapustil veliko podatkov o znanstvenikih in teorijah, ki so vplivale na njegovo delo. Vendar so zgodovinarji združili nekatere od teh vplivov, ki vključujejo:
Kasnejša kariera in smrt
Leta 1933, istega leta, ko je prejel Nobelovo nagrado, je Schrödinger odstopil z mesta profesorja na Univerzi v Berlinu, ki se ji je pridružil leta 1927, kot odgovor na nacistični prevzem Nemčije in odpuščanje judovskih znanstvenikov. Nato se je preselil v Anglijo, kasneje pa v Avstrijo. Toda leta 1938 je Hitler napadel Avstrijo in prisilil Schrödingerja, ki je bil zdaj uveljavljen protinacist, da je pobegnil v Rim.
Leta 1939 se je Schrödinger preselil v Dublin na Irskem, kjer je ostal do vrnitve na Dunaj leta 1956. Schrödinger je umrl zaradi tuberkuloze 4. januarja 1961 na Dunaju, v mestu, kjer se je rodil. Bil je star 73 let.