Отличительной чертой деятельности выдающегося ученого Эрвина Шредингера была так называемая «вторичность». Сам физик нередко занимался конкретной научной проблемой. Его самым излюбленным жанром работы был комментарий на чье-либо научное предположение, развитие определенной теории или ее критика.
Рисунок 1. Эрвин Шредингер. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Сам Шредингер был индивидуалистом по характеру, однако ему всегда была необходима чужая мысль, которая выступала в виде опоры для дальнейших экспериментов. Несмотря на этот своеобразный метод, ученый смог сделать немало научных открытий.
Отметим, что пресловутого кота, который ни мертв, ни жив, сейчас задействуют где только можно. Про него снимают передачи и фильмы, в его честь называют разнообразные сообщества про животных и физику, в европейских странах существует даже такой бренд одежды. Но чаще всего люди под этим термином понимают парадокс с несчастным котом, а вот про самого его создателя, Эрвина Шредингера, как правило, ничего не знают.
Биография ученого
Теория Шредингера, которая на данный момент известна каждому, кто увлечен изучением физики, была создана талантливым ученым, Э. Шредингером, который приобрел популярность как один из главных создателей квантовой механики. Физик родился 12 августа 1887 года в обычной семье, и уже с самого раннего детства увлекался ботаникой и рисованием. Первым его преподавателем и наставником был отец. В возрасте 19 лет Шредингер поступил в Венский университет, где и начал восхищаться физикой. Когда настала Первая мировая война, исследователь бросил учебу и пошел на службу артиллеристом. В свободное время ученый занимался исследованием теорий Альберта Эйнштейна.
К началу 1927 года в науке наблюдалась весьма драматическая ситуация:
- Э. Шредингер был уверен, что основной идеей в теории о квантовых процессах должна выступать концепция непрерывности волн.
- Гейзенберг, напротив, утверждал, что фундаментом для данной области знаний должна быть система дискретности волн, а также понятие о нестабильных квантовых скачках.
- Нильс Бор, в свою очередь, не принимал ни одной из указанных позиций.
Квантовая физика – это просто
Рисунок 2. Теория Шредингера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
На сегодняшний день хорошо известно, что масштаб исследуемых предметов непосредственно воздействует на конечные результаты. Видимые человеческому глазу объекты полностью подчиняются определениям в классической физике. Теория Шредингера применима к материальным телам, размер которых составляет сто на сто нанометров и меньше. А чаще всего ученый изучал отдельные атомы и более мелкие частицы. Итак, каждый элемент такой микросистем имеет свойства частиц и волн.
Корпускулярно-волновой дуализм — принцип, согласно которому все существующие в природе микроскопические объекты могут возникать при определенных условиях и проявлять свойства классических волн и простейших частиц.
По мнению ученого, протонам, нейтрона и электронам от материального мира присуща масса вещества и связанные с ней скорость, инерция и ускорение. От теоретической волны – физические показатели в виде частоты и резонанса. Для того чтобы правильно понять, как это возможно сделать одновременно, и почему эти элементы являются неотделимы друг от друга, физикам потребовалось кардинально пересмотреть все ранее озвученные представление о строении веществ. Гипотеза Шредингера предполагает, что эти два свойства с математической точки зрения тесно связаны через некий конструкт, который в науке называют волновой функцией.
Нахождение грамотного и понятного описания данного понятия принесло ученому Нобелевскую премию.
Однако физическую концепцию, которую описал автор в своих работах, не поддержали Зоммерфельд, Бора, Гейзенберг и Эйнштейна, основавшие в свое время так называемую Копенгагенскую интерпретацию. Отсюда и появился «парадокс кота».
Этот принцип неконкретности, вытекающий непосредственно из системы квантового дуализма, Шредингер и применил в своей известной во всем мире загадке про кота.
Смысл данного эксперимента заключается в следующем:
- в закрытую емкость помещается кот, а также бутыль, в которой находится радиоактивное вещество и синильная кислота;
- ядро в течение двух часов может распадаться с вероятностью в 50%;
- если атомная частица разрушиться, то это фиксируется счетчиком Гейгера (механизм активируется, и ящик с отравой будет разбит, в результате чего кот умрет);
- если же разделения не произойдет, то кот Шредингера останется жить.
Согласно этой гипотезе, кот находится параллельно в двух состояниях (жив и мертв), пока не осуществляется наблюдение за ним, подобно тому, как и действует ядро атома (распадается или нет). Естественно, это возможно только по законам квантового мира, так как в макромире кот не может быть и мертвым, и живым одновременно.
Теория Шредингера, в которой основным фигурантом выступает тот самый кот, возникла из критики физика квантовой теории. Один из ее ключевых постулатов гласит, что пока за концепцией не производится научное наблюдение, она находится в сверх положении.
Вклад в науку
Для начала стоит отметить, что ученый изучал многие области науки, но сама «теория Шредингера» предполагает не созданное им уникальное математическое описание цвета, а огромный вклад в квантовую механику. В те времена развитие инновационных технологий , экспериментов и разработка шли рука об руку. Стремительно развивалось явление радиоактивности и фотография, были зафиксированы первые мощные волновые спектры.
Ученые, получившие определенные результаты, постоянно взаимодействовали с теоретиками, дополняли друг друга, соглашались и спорили. Обществу были представлены новые школы и научные отрасли. Мир постепенно наполнялся другими красками, и человечество получило универсальные разработки.
За реализацию системы волновой механики Шредингер в 1933 году стал лауреатом Нобелевской премии, но в дальнейшем так и не признал квантовую механику полноценной отраслью науки, так как был воспитан традициях классической физики.
Принципы квантового дуализма с научной точки зрения так и не были окончательно опровергнуты мысленным опытом Шредингера. В каком-то смысле каждое физическое существо можно считать ни живым, ни мертвым до тех пор, пока существует хотя бы один человек, за ним не наблюдающий.
Дальнейшие работы исследователя
При этом Шредингер является не только одним из основателей современной квантовой механики. Именно он был тем исследователем, который ввел в научный обиход определение «объективность описания». Это шанс для различных теорий описывать действительность без участия самого наблюдателя.
Теория Шредингера и была разработана, для того чтобы показать обществу неполноценность исследований в области физики.
Он хотел доказать, что есть наука, основной задачей которой можно назвать грамотное описание небольших элементов, и есть область определенных знаний, исследующая обычные предметы. Во многом благодаря научной деятельности ученого и возникло разделение физики на две области: классическую и квантовую.
Его дальнейшие разработки и опыты посвящались концепции относительности, термодинамическим методам, нестабильной электродинамике Борна. Также Шредингер попытался создать единую теорию поля.
