Resumé

Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger (12. august 1887 - 4. januar 1961 i Wien) var en østrigsk teoretisk fysiker og en af opfinderne af kvantemekanikken. Nobelprisvinder i fysik (1933). Medlem af det østrigske videnskabsakademi (1956) og flere videnskabsakademier i verden, herunder udenlandsk medlem af USSR's videnskabsakademi (1934).

Schrödinger havde en række grundlæggende resultater inden for kvanteteori, som dannede grundlaget for bølgemekanikken: han formulerede bølgeligningerne (stationær og tidsafhængig Schrödinger-ligning), viste identiteten mellem den formalisme, han udviklede, og matrixmekanikken, udviklede den bølgemekaniske teori om forstyrrelser og fandt løsninger på nogle specifikke problemer. Schrödinger foreslog en original behandling af bølgefunktionens fysiske betydning; i de senere år kritiserede han gentagne gange den generelt accepterede københavnske fortolkning af kvantemekanikken (Schrödingers katteparadoks osv.). Han er også forfatter til talrige værker inden for forskellige områder af fysikken: statistisk mekanik og termodynamik, dielektrisk fysik, farveteori, elektrodynamik, generel relativitetsteori og kosmologi; han har gjort flere forsøg på at konstruere en forenet feltteori. I "Hvad er liv?" beskæftigede Schrödinger sig med genetiske problemer og betragtede fænomenet liv ud fra et fysikfagligt perspektiv. Han var meget opmærksom på de filosofiske aspekter af videnskab, antikke og østlige filosofier, etik og religion.

Oprindelse og uddannelse (1887-1910)

Erwin Schrödinger var enebarn i en velhavende og kultiveret wienerfamilie. Hans far, Rudolf Schrödinger, der var velhavende ejer af en linoleum- og voksdugsfabrik, var interesseret i videnskab og var i lang tid vicepræsident for det botaniske og zoologiske selskab i Wien. Erwins mor Georgina Emilie Brenda var datter af kemikeren Alexander Bauer, hvis forelæsninger Rudolf Schrödinger fulgte, mens han studerede på det kejserlige og kongelige tekniske universitet i Wien. Familiemiljøet og samværet med højtuddannede forældre bidrog til den unge Erwins mangfoldige interesser. Indtil han var 11 år gammel, modtog han undervisning i hjemmet, og i 1898 blev han indskrevet på det prestigefyldte Öffentliches Academisches Gymnasium (Akademisk Gymnasium), hvor han hovedsageligt studerede humaniora. Schrödinger klarede sine studier godt, idet han blev den bedste elev i hver klasse. Der blev brugt meget tid på at læse og lære fremmedsprog. Hans mormor i morges var englænder, så han beherskede dette sprog fra en tidlig alder. Han elskede at gå i teatret; han nød især Franz Grilparzers skuespil, som blev opført på Burgtheateret.

Efter at have bestået afgangseksamen med bravur indskrev Erwin sig på universitetet i Wien i efteråret 1906, hvor han valgte at studere matematik og fysik. Franz Exner havde stor indflydelse på Schrödingers dannelse som videnskabsmand, idet han underviste i fysik og lagde vægt på de metodologiske og filosofiske spørgsmål inden for videnskaben. Erwin udviklede en interesse for fysikkens teoretiske problemer efter at have mødt Friedrich Hasenörl, Ludwig Boltzmanns efterfølger i Institut for teoretisk fysik. Det var hos Hasenöhrl, at den kommende videnskabsmand lærte om de aktuelle videnskabelige problemer og de vanskeligheder, som den klassiske fysik havde med at løse dem. I løbet af sin tid på universitetet blev Schrödinger meget dygtig i fysikkens matematiske metoder, men hans afhandlingsarbejde var eksperimentelt. Det var viet til luftfugtighedens indflydelse på de elektriske egenskaber af en række isolerende materialer (glas, ebonit og rav) og blev udført under Egon Schweidlers tilsyn i Exners laboratorium. Den 20. maj 1910 blev Schrödinger efter at have forsvaret sin afhandling og bestået de mundtlige eksaminer tildelt doktorgraden i filosofi.

Begyndelsen af en akademisk karriere (1911-1921)

I oktober 1911, efter et års tjeneste i den østrigske hær, vendte Schrödinger tilbage til det andet institut for fysik ved universitetet i Wien som Exners assistent. Han underviste i et fysikværksted og deltog også i den eksperimentelle forskning, der blev udført i Exners laboratorium. I 1913 ansøgte Schrödinger om at blive privat docent, og efter at han havde gennemgået de relevante procedurer (indsendelse af en videnskabelig artikel, afholdelse af en "prøveforelæsning" osv.) blev han i begyndelsen af 1914 forfremmet til habilitetsprofessor af ministeriet. Første Verdenskrig forsinkede Schrödingers påbegyndelse af undervisningsaktiviteterne i nogle år. Den unge fysiker blev indkaldt til hæren og gjorde tjeneste i artilleriet på de relativt rolige dele af den østrigske sydvestfront: ved Raibl, Komarom, derefter Prosecco og omkring Trieste. I 1917 blev han udnævnt til at undervise i meteorologi på officersskolen i Wiener Neustadt. Denne tjenesteform gav ham tid nok til at læse faglitteratur og arbejde med videnskabelige problemer.

I november 1918 vendte Schrödinger tilbage til Wien, og omkring samme tid blev han tilbudt stillingen som ekstraordinær professor i teoretisk fysik ved universitetet i Chernivtsi. Efter det østrig-ungarske kejserriges sammenbrud lå denne by imidlertid i et andet land, så muligheden gik tabt. Den vanskelige økonomiske situation i landet, de lave lønninger og familievirksomhedens konkurs tvang ham til at lede efter et nyt job, herunder arbejde i udlandet. En passende mulighed bød sig i efteråret 1919, da Max Wien, der ledede det fysiske institut ved universitetet i Jena, inviterede Schrödinger til at tiltræde stillingen som hans assistent og lektor i teoretisk fysik. Østrigeren tog gladeligt imod tilbuddet, og i april 1920 flyttede han til Jena (lige efter sit bryllup). Schrödinger blev kun i Jena i fire måneder, og han flyttede snart til Stuttgart som æresprofessor ved den lokale tekniske læreanstalt (i dag universitetet i Stuttgart). En vigtig faktor i forbindelse med den stigende inflation var den betydelige lønforhøjelse. Meget snart begyndte andre institutioner - universiteterne i Breslau, Kiel, Hamburg og Wien - imidlertid at tilbyde endnu bedre vilkår og stillinger som professor i teoretisk fysik. Schrödinger valgte førstnævnte og forlod Stuttgart efter blot et semester. Han underviste i Breslau i sommersemestret og skiftede så igen job i slutningen af dette semester og overtog den prestigefyldte professorstol i teoretisk fysik ved universitetet i Zürich.

Zürich til Berlin (1921-1933)

Schrödinger flyttede til Zürich i sommeren 1921. Livet her var mere stabilt økonomisk, de nærliggende bjerge gav videnskabsmanden, der elskede bjergbestigning og skiløb, behagelige muligheder for afslapning, og selskabet med de berømte kolleger Peter Debye, Paul Scherrer og Hermann Weil, der arbejdede på det nærliggende Zürich Polytechnic, skabte den nødvendige atmosfære for videnskabelig kreativitet. Hans tid i Zürich blev i 1921-1922 skæmmet af en alvorlig sygdom; Schroedinger fik konstateret lungetuberkulose, og i ni måneder opholdt han sig i kurbyen Arosa i de schweiziske alper. Ud fra et kreativt synspunkt var årene i Zürich de mest frugtbare for Schrödinger, som her skrev sine klassiske værker om bølgemekanik. Weil er kendt for at have været en stor hjælp til at overvinde hans matematiske vanskeligheder.

Den berømmelse, som Schrödingers banebrydende arbejde gav ham, gjorde ham til en af hovedkandidaterne til den prestigefyldte stilling som professor i teoretisk fysik ved Berlins universitet, som blev ledig efter Max Plancks afgang. Efter Arnold Sommerfelds afslag og efter at have overvundet sin tvivl om, hvorvidt han skulle forlade sit elskede Zürich, accepterede Schrödinger tilbuddet, og den 1. oktober 1927 tiltrådte han sit nye hverv. I Berlin fandt den østrigske fysiker venner og samarbejdspartnere i Max Planck, Albert Einstein og Max von Laue, som delte hans konservative synspunkter om kvantemekanikken og ikke anerkendte dens Københavnske fortolkning. På universitetet holdt Schrödinger forelæsninger om forskellige grene af fysikken, ledede seminarer, ledede fysikkolloquiet, deltog i tilrettelæggelsen af arrangementer, men generelt stod han afsides, hvilket manglen på studerende vidnede om. Som Viktor Weisskopf, der på et tidspunkt havde arbejdet som Schrödingers assistent, bemærkede, spillede sidstnævnte "rollen som en outsider på universitetet".

Oxford-Graz-Gent (1933-1939)

Den tid, han tilbragte i Berlin, blev af Schrödinger beskrevet som "de smukke år, hvor jeg studerede og lærte". Denne tid sluttede i 1933, efter at Hitler kom til magten. I sommeren samme år besluttede den allerede midaldrende videnskabsmand, som ikke længere ønskede at forblive under det nye regimes styre, at skifte endnu et sted. Det skal bemærkes, at på trods af hans negative holdning til nazismen gav han aldrig åbent udtryk for den og ønskede ikke at blande sig i politik, og det var næsten umuligt at opretholde sin apolitiske karakter i Tyskland på det tidspunkt. Schroedinger selv forklarede grundene til sin afrejse således: "Jeg kan ikke holde ud at blive forpestet af politik. Den britiske fysiker Frederick Lindeman (senere Lord Cherwell), som var på besøg i Tyskland på det tidspunkt, inviterede Schrödinger til Oxford University. Efter at være taget på sommerferie i Sydtyrol vendte videnskabsmanden ikke tilbage til Berlin, og i oktober 1933 ankom han til Oxford sammen med sin kone. Kort efter ankomsten fik han at vide, at han havde fået tildelt Nobelprisen i fysik (sammen med Paul Dirac) "for opdagelsen af nye og frugtbare former for atomteori". I en selvbiografi, som Schrödinger skrev i den anledning, gav han følgende vurdering af sin tænkestil:

I mit videnskabelige arbejde, såvel som i livet generelt, har jeg aldrig holdt mig til nogen generel linje, og jeg har heller ikke fulgt et vejledende program på lang sigt. Selv om jeg er meget dårlig til teamwork, desværre også med studerende, har mit arbejde alligevel aldrig været helt uafhængigt, da min interesse for et emne altid er afhængig af andres interesse for det samme emne. Jeg siger sjældent det første ord, men ofte det andet, da drivkraften til det som regel kommer fra et ønske om at gøre indsigelse eller rette...

I Oxford blev Schrödinger medlem af Magdalen College uden at have undervisningsopgaver, men modtog sammen med andre emigranter støtte fra Imperial Chemical Industry. Det lykkedes ham dog aldrig at vænne sig til det særlige miljø på et af Englands ældste universiteter. En af grundene hertil var den manglende interesse for moderne teoretisk fysik i Oxford, som var helliget undervisning i hovedsageligt traditionelle humaniora og teologi, og dette fik den lærde til at føle sig ufortjent til sin høje stilling og store løn, som han undertiden kaldte en slags almisse. Et andet aspekt af Schroedingers ubehag i Oxford var det særlige sociale liv, der var fyldt med konventioner og formaliteter, som han indrømmede, at de lænkede hans frihed. Dette blev forværret af den usædvanlige karakter af hans privat- og familieliv, som forårsagede en skandale i gejstlige kredse i Oxford. Schroedinger kom især i skarp konflikt med Clive Lewis, professor i engelsk sprog og litteratur. Alle disse problemer samt afviklingen af emigrant-stipendieprogrammet i begyndelsen af 1936 fik Schroedinger til at overveje mulighederne for at gøre karriere uden for Oxford. Efter et besøg i Edinburgh i efteråret 1936 accepterede han et tilbud om at vende hjem og tiltræde en stilling som professor i teoretisk fysik ved universitetet i Graz.

Schrödingers ophold i Østrig varede ikke længe: I marts 1938 blev landet annekteret af Nazi-Tyskland. På råd fra universitetets rektor skrev Schrödinger et brev om forsoning med den nye regering, som blev offentliggjort den 30. marts i avisen Tagespost i Graz og udløste en negativ reaktion fra hans emigrerede kolleger. Disse foranstaltninger hjalp dog ikke: forskeren blev afskediget fra sin stilling på grund af politisk "upålidelighed", og han modtog den officielle meddelelse i august 1938. Da Schrödinger vidste, at det snart ville vise sig umuligt at forlade landet, forlod han i al hast Østrig til Rom (det fascistiske Italien var det eneste land, der ikke krævede visum på det tidspunkt). På dette tidspunkt havde han udviklet et forhold til den irske premierminister Eamon de Valera, der var uddannet matematiker og havde planer om at oprette en pendant til Princeton Institute for Higher Studies i Dublin. De Valera, der på det tidspunkt var formand for Folkeforbundets forsamling i Genève, sørgede for et transitvisum til Schroedinger og hans kone, så de kunne rejse gennem Europa. I efteråret 1938 ankom de efter en kort mellemlanding i Schweiz til Oxford efter et kort ophold i Schweiz. Mens instituttet i Dublin blev oprettet, indvilligede videnskabsmanden i at tage en midlertidig stilling i Gent i Belgien, finansieret af Fondation Francqui. Det var her, at udbruddet af Anden Verdenskrig indhentede ham. Takket være de Valeras indgriben kunne Schrödinger, der efter Anschluss blev betragtet som tysk statsborger (og dermed fjendtlig statsborger), rejse gennem England og ankom til den irske hovedstad den 7. oktober 1939.

Fra Dublin til Wien (1939-1961)

Lovgivningen om Dublin Institute for Advanced Studies blev vedtaget af det irske parlament i juni 1940. Schrödinger, som blev den første professor i en af instituttets to oprindelige afdelinger, School of Theoretical Physics, blev også udnævnt til dets første formand. Instituttets øvrige medlemmer, der efterfølgende opstod, og som omfattede de kendte videnskabsmænd Walter Geitler, Lajos Janosz og Cornelius Lanzos samt mange unge fysikere, var i stand til at hellige sig forskningen fuldt ud. Schrödinger organiserede et permanent seminar, holdt foredrag på universitetet i Dublin og tog initiativ til årlige sommerskoler på instituttet, som blev besøgt af førende europæiske fysikere. I de år, han var i Irland, var hans vigtigste forskningsinteresser gravitationsteorien og spørgsmål i grænseområdet mellem fysik og biologi. Han var direktør for Institut for Teoretisk Fysik fra 1940 til 1945 og fra 1949 til 1956, da han besluttede at vende hjem.

Selv om Schrödinger fik flere tilbud om at flytte til Østrig eller Tyskland efter krigen, afslog han dem, da han ikke ville forlade sit hjemland. Det var først efter underskrivelsen af den østrigske statstraktat og tilbagetrækningen af de allierede styrker, at han indvilligede i at vende tilbage til sit hjemland. I begyndelsen af 1956 underskrev den østrigske præsident et dekret, der gav ham et professorat i teoretisk fysik ved universitetet i Wien. I april samme år vendte Schrödinger tilbage til Wien og tiltrådte højtideligt sin stilling ved at holde et foredrag i overværelse af en række berømtheder, herunder republikkens præsident. Han var taknemmelig over for den østrigske regering, som havde sørget for, at han kunne vende tilbage til det sted, hvor hans karriere var begyndt. To år senere forlod den ofte syge videnskabsmand endelig universitetet og gik på pension. De sidste år af sit liv tilbragte han hovedsageligt i landsbyen Alpbach i Tyrol. Schrödinger døde som følge af en forværring af tuberkulose på et hospital i Wien den 4. januar 1961 og blev begravet i Alpbach.

Personligt liv og fritidsinteresser

Fra foråret 1920 var Schrödinger gift med Annemarie Bertel fra Salzburg, som han mødte i sommeren 1913 i Seecham, mens han foretog eksperimenter med atmosfærisk elektricitet. Dette ægteskab varede indtil slutningen af forskerens liv, på trods af parrets regelmæssige affærer "ved siden af". Blandt Annemaries elskere var hendes mands kolleger Paul Ewald og Hermann Weil. Schroedinger havde til gengæld adskillige affærer med unge kvinder, hvoraf to stadig var teenagere (med den ene af dem tilbragte han vinteren 1925 i Arosa på ferie, hvor han arbejdede intensivt på at skabe bølgemekanikken). Selv om Erwin og Annemarie ikke fik nogen børn, var Schrödinger kendt for at have flere børn uden for ægteskab. Moderen til et af dem, Hilde March, hustru til Arthur March, en af Schrödingers østrigske venner, blev Schrödingers "anden kone". I 1933, da han forlod Tyskland, kunne han sørge for Oxford-penge ikke kun til sig selv, men også til familien March; i foråret 1934 fødte Hilde Schrödinger en datter, Ruth Georgine March, med Schrödinger. Året efter vendte familien March tilbage til Innsbruck. En så liberal livsstil chokerede de puritanske indbyggere i Oxford, hvilket var en af grundene til Schrödingers ubehag dér. Han fik yderligere to børn uden for ægteskab i løbet af sin tid i Dublin. Fra 1940'erne og fremefter blev Annemarie regelmæssigt indlagt på hospitalet på grund af depressioner.

Biografer og samtidige har ofte bemærket Schrödingers alsidige interesser og hans dybe kendskab til filosofi og historie. Han talte seks fremmedsprog (engelsk, fransk, spansk og italiensk foruden græsk og latin), læste klassikerne i original og oversatte dem, skrev poesi (en samling blev udgivet i 1949) og var glad for skulptur.

Tidligt og eksperimentelt arbejde

I begyndelsen af sin videnskabelige karriere foretog Schrödinger en masse teoretisk og eksperimentel forskning, som var i overensstemmelse med hans lærer Franz Exners interesser - elektroteknik, atmosfærisk elektricitet og radioaktivitet, undersøgelse af dielektriske stoffers egenskaber. Samtidig studerede den unge videnskabsmand aktivt rent teoretiske spørgsmål inden for den klassiske mekanik, teorien om svingninger, teorien om Brownsk bevægelse og matematisk statistik. I 1912 skrev han på anmodning af forfatterne af "Handbook of Electricity and Magnetism" (Handbuch der Elektrizität und des Magnetismus) en stor oversigtsartikel om "Dielektricitet", hvilket var et tegn på anerkendelse af hans arbejde i den videnskabelige verden. Samme år gav Schrödinger et teoretisk skøn over den sandsynlige højdefordeling af radioaktive stoffer, som er nødvendig for at forklare den observerede radioaktivitet i atmosfæren, og i august 1913 foretog han i Seeham de tilsvarende eksperimentelle målinger, som bekræftede nogle af Victor Franz Hess' konklusioner om den utilstrækkelige værdi af koncentrationen af henfaldsprodukter til at forklare den målte ionisering af atmosfæren. Schrödinger blev tildelt Haitinger-prisen fra det østrigske videnskabsakademi i 1920 for dette arbejde. Andre eksperimentelle undersøgelser udført af den unge videnskabsmand i 1914 var kontrol af formlen for kapillærtryk i gasbobler og undersøgelse af egenskaberne af blød betastråling produceret af gammastråler, der falder på metaloverflader. Sidstnævnte arbejde udførte han sammen med sin eksperimentelle ven Karl Wilhelm Friedrich Kohlrausch. I 1919 gennemførte Schrödinger sit sidste fysiske eksperiment (undersøgelse af sammenhængen mellem stråler, der udsendes i en stor vinkel i forhold til hinanden) og koncentrerede sig derefter om teoretisk forskning.

Læren om farver

Exners laboratorium lagde særlig vægt på farvevidenskaben og fortsatte og udviklede Thomas Jungs, James Clerk Maxwells og Hermann Helmholtz' arbejde på dette område. Schrödinger beskæftigede sig med den teoretiske side af sagen og leverede vigtige bidrag til farveteorien. Resultaterne af hans arbejde blev præsenteret i en lang artikel, der blev offentliggjort i Annalen der Physik i 1920. Forskeren tog ikke udgangspunkt i en flad farvetrekant, men i et tredimensionelt farverum, hvis basisvektorer er de tre primærfarver. De rene spektralfarver lægger sig på en overflade af en eller anden figur (farvekegle), mens dens volumen er optaget af blandede farver (f.eks. hvid). Til hver konkret farve svarer en radiusvektor i dette farverum. Det næste skridt i retning af såkaldt højere kromometri var en streng definition af nogle kvantitative egenskaber (f.eks. lysstyrke) for at kunne sammenligne objektivt deres relative værdier for forskellige farver. Med henblik herpå indførte Schrödinger efter Helmholtz' idé i det tredimensionale farverum de love, der gælder for den riemannske geometri, således at den korteste afstand mellem to givne punkter i et sådant rum (på en geodætisk linje) skulle tjene som kvantitativ værdi af forskellen mellem to farver. Endvidere tilbød han konkrete metrikker for farverummet, som gjorde det muligt at beregne farvernes lysstyrke i overensstemmelse med Weber-Fechners lov.

I de følgende år beskæftigede Schrödinger sig i flere artikler med fysiologiske træk ved synet (især farven på stjerner, der observeres om natten) og skrev også en stor oversigt over visuel perception til en ny udgave af den populære Müller-Pouillet lærebog (Müller-Pouillet Lehrbuch der Physik). I en anden artikel behandlede han udviklingen af farvesynet og forsøgte at relatere øjets følsomhed over for lys af forskellige bølgelængder til spektralsammensætningen af solstråling. Han mente imidlertid, at de farveuafhængige stave (receptorer på nethinden, der er ansvarlige for nattesynet) udviklede sig meget tidligere i evolutionen (muligvis hos gamle skabninger, der levede under vandet) end koglerne. Han hævder, at disse evolutionære ændringer kan spores tilbage til øjets struktur. Takket være sit arbejde havde Schrödinger i midten af 1920'erne opnået et ry som en af de førende specialister inden for farveteori, men fra da af blev hans opmærksomhed helt optaget af helt andre problemer, og han vendte ikke tilbage til dette emne i de følgende år.

Statistisk fysik

Schrödinger, der blev uddannet på universitetet i Wien, blev stærkt påvirket af sin berømte landsmand Ludwig Boltzmann og dennes arbejde og metoder. Allerede i en af sine første artikler (1912) anvendte han metoderne fra den kinetiske teori til at beskrive metallers diamagnetiske egenskaber. Selv om disse resultater kun havde begrænset succes og generelt ikke kunne være korrekte i mangel af korrekt kvantestatistik for elektronerne, besluttede Schrödinger snart at anvende Boltzmann-metoden på et mere komplekst problem - opbygningen af den kinetiske teori om faste stoffer og især beskrivelsen af krystallisering og smeltning. Med udgangspunkt i Peter Debyes seneste resultater generaliserede den østrigske fysiker tilstandsligningen for væsker og fortolkede dens parameter (kritisk temperatur) som smeltetemperaturen. Efter opdagelsen af røntgendiffraktion i 1912 opstod problemet med den teoretiske beskrivelse af fænomenet og især af den indflydelse, som atomernes termiske bevægelse har på strukturen af de observerede interferensmønstre. I en artikel, der blev offentliggjort i 1914, behandlede Schrödinger (uafhængigt af Debye) problemet inden for rammerne af Born-Von Karman-modellen for dynamiske gitter og fandt frem til temperaturafhængigheden for den vinkelformede intensitetsfordeling af røntgenstråler. Denne afhængighed blev snart bekræftet eksperimentelt. Disse og andre af Schrödingers tidlige arbejder var også af interesse for ham med hensyn til stoffets atomistiske struktur og den videre udvikling af den kinetiske teori, som efter hans mening i fremtiden endelig skulle erstatte modellerne for kontinuerlige medier.

Under sin krigstjeneste studerede Schrödinger problemet med termodynamiske fluktuationer og beslægtede fænomener, idet han især beskæftigede sig med Marian Smoluchowskis værker. Efter krigen blev statistisk fysik et vigtigt tema i Schrödingers arbejde, og han helligede det meste af sine skrifter i første halvdel af 1920'erne til det. I 1921 argumenterede han f.eks. for forskellen mellem isotoper af det samme grundstof termodynamisk (det såkaldte Gibbs-paradoks), selv om de kemisk set kan være praktisk talt umulige at skelne fra hinanden. I en række artikler præciserede eller uddybede Schrödinger specifikke resultater, som hans kolleger havde opnået i forskellige spørgsmål inden for statistisk fysik (faststoffers specifikke varmekapacitet, termisk ligevægt mellem lys- og lydbølger osv.) Nogle af disse artikler har anvendt overvejelser af kvantemæssig karakter, f.eks. artiklen om den specifikke varmekapacitet af molekylært brint eller publikationerne om kvanteteorien for ideelle (degenererede) gasser. Disse arbejder gik forud for Chateau Bose og Albert Einsteins arbejde i sommeren 1924, som lagde grunden til en ny kvantestatistik (Bose-Einstein-statistik) og anvendte den på udviklingen af kvanteteorien for den ideelle gas med et atom. Schrödinger deltog i undersøgelsen af detaljerne i denne nye teori og diskuterede i lyset heraf spørgsmålet om bestemmelse af gassens entropi. I efteråret 1925 udledte han ved hjælp af Max Plancks nye definition af entropi udtryk for de kvantiserede energiniveauer for gassen som helhed, snarere end for de enkelte molekyler. Arbejdet med dette emne, kommunikationen med Planck og Einstein og introduktionen til Louis de Broglies nye idé om stoffets bølgeegenskaber var forudsætningerne for yderligere forskning, som førte til skabelsen af bølgemekanikken. I den umiddelbart forudgående artikel "Towards an Einstein Theory of Gas" viste Schrödinger betydningen af de Broglie's begreb for forståelsen af Bose-Einstein-statistikken.

I sine senere år vendte Schrödinger regelmæssigt tilbage til statistisk mekanik og termodynamik i sine skrifter. I Dublin-perioden af sit liv skrev han adskillige artikler om grundlaget for sandsynlighedsteori, Boolsk algebra og anvendelsen af statistiske metoder til analyse af kosmisk strålingsdetektoraflæsninger. I Statistical Thermodynamics (1946), der blev skrevet på grundlag af et kursus af forelæsninger, som han holdt, undersøgte videnskabsmanden i detaljer nogle grundlæggende problemer, som ofte ikke fik tilstrækkelig opmærksomhed i almindelige lærebøger (vanskeligheder med at bestemme entropi, Bose-kondensering og degeneration, nulpunktsenergi i krystaller og elektromagnetisk stråling osv.) Schrödinger har viet flere artikler til karakteren af termodynamikkens andet princip, de fysiske loves reversibilitet i tid, hvis retning han forbandt med en stigning i entropien (i sine filosofiske skrifter påpegede han, at tidsfornemmelsen måske skyldes selve det faktum, at der findes en menneskelig bevidsthed).

Kvantemekanik

Allerede i de tidlige år af sin videnskabelige karriere blev Schrödinger introduceret til kvanteteoriens idéer, som blev udviklet af Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Arnold Sommerfeld og andre videnskabsmænd. Dette bekendtskab blev lettet af hans arbejde med nogle problemer inden for statistisk fysik, men den østrigske videnskabsmand var på det tidspunkt endnu ikke parat til at skille sig af med den klassiske fysiks traditionelle metoder. På trods af Schrödingers anerkendelse af kvanteteoriens succes var hans holdning til den tvetydig, og han forsøgte så vidt muligt at undgå at anvende nye metoder med alle deres usikkerheder. Langt senere, efter skabelsen af kvantemekanikken, sagde han, idet han mindede om denne tid:

Ludwig Boltzmanns gamle institut i Wien ... gav mig mulighed for at blive gennemtrængt af dette mægtige hjernes idéer. Kredsen af disse ideer blev min første kærlighed til videnskaben; intet andet har fascineret mig så meget, og det vil jeg sandsynligvis aldrig mere gøre. Jeg nærmede mig den moderne atomteori meget langsomt. Dens indre modsigelser lyder som skingre dissonanser sammenlignet med den rene, ubønhørligt klare konsistens i Boltzmanns tankegang. På et tidspunkt var jeg på nippet til at flygte, men tilskyndet af Exner og Kohlrausch fandt jeg frelse i farvelæren.

Schrödingers første publikationer om atom- og spektralteori udkom først i begyndelsen af 1920'erne efter hans personlige bekendtskab med Arnold Sommerfeld og Wolfgang Pauli og hans flytning til Tyskland, som var centrum for udviklingen af den nye fysik. I januar 1921 færdiggjorde Schrödinger sin første artikel om emnet, der inden for rammerne af Bohr-Sommerfeld-teorien beskæftigede sig med elektroninteraktionens indflydelse på visse træk ved alkalimetallernes spektrer. Af særlig interesse for ham var indførelsen af relativistiske overvejelser i kvanteteorien. I efteråret 1922 analyserede han elektronbaner i atomet fra et geometrisk synspunkt ved hjælp af metoder fra den berømte matematiker Hermann Weyl. Dette arbejde, hvor det blev vist, at kvantebaner kan sammenlignes med visse geometriske egenskaber, var et vigtigt skridt, som foregreb visse træk ved bølgemekanikken. Tidligere samme år havde Schrödinger opnået en formel for den relativistiske Doppler-effekt for spektrallinjer, baseret på hypotesen om lyskvanter og overvejelser om bevarelse af energi og impuls. Han var imidlertid meget i tvivl om gyldigheden af sidstnævnte betragtninger i mikrokosmos. Han var tæt knyttet til sin lærer Exners idé om bevarelseslovenes statistiske karakter, og derfor accepterede han med begejstring, at Bohr, Kramers og Slater i foråret 1924 fremkom med en artikel af Bohr, Kramers og Slater, som antydede muligheden for at overtræde disse love i enkelte atomare processer (f.eks. ved strålingsudstråling). Selv om eksperimenter udført af Hans Geiger og Walter Bothe snart viste, at denne antagelse var uforenelig med erfaringerne, tiltrak ideen om energi som et statistisk begreb Schrödinger hele livet igennem og blev af ham diskuteret i flere rapporter og publikationer.

Den umiddelbare drivkraft for begyndelsen af udviklingen af bølgemekanikken var Schrödinger's bekendtskab i begyndelsen af november 1925 med Louis de Broglie's afhandling indeholder ideen om bølge egenskaber af stof og med Einsteins artikel om kvanteteori af gasser, der citerede arbejdet i den franske videnskabsmand. Succesen for Schrödingers arbejde på dette område skyldtes hans beherskelse af det rette matematiske apparat, især metoder til løsning af egenværdiproblemer. Schrödinger forsøgte at generalisere de Broglie-bølger til at omfatte vekselvirkende partikler, idet han ligesom den franske videnskabsmand tog højde for relativistiske virkninger. Efter nogen tid lykkedes det ham at repræsentere energiniveauer som egenværdier af en operatør. Kontrollen af det enkleste atom, hydrogenatomet, var imidlertid skuffende: beregningsresultaterne stemte ikke overens med de eksperimentelle data. Årsagen var, at Schrödinger faktisk fik den relativistiske ligning, der i dag er kendt som Klein-Gordon-ligningen, som kun gælder for partikler med nul spin (spin var endnu ikke kendt på det tidspunkt). Efter denne fiasko har forskeren forladt dette arbejde og er først vendt tilbage til det efter nogen tid, efter at have fundet ud af, at hans fremgangsmåde giver tilfredsstillende resultater i den ikke-relativistiske tilnærmelse.

I første halvdel af 1926 modtog redaktionen af Annalen der Physik fire dele af Schrödingers berømte artikel "Quantization as an eigenvalue problem". I den første del (modtaget af redaktionen den 27. januar 1926) udledte forfatteren med udgangspunkt i Hamiltons optisk-mekaniske analogi en bølgeligning, nu kendt som den tidsuafhængige (stationære) Schrödinger-ligning, og anvendte den til at finde diskrete energiniveauer i brintatomet. Den største fordel ved hans fremgangsmåde anså videnskabsmanden for at være, at "kvantetekniske regler ikke længere indeholder det mystiske "krav om integrabilitet": det kan nu så at sige spores et skridt dybere og finder sin berettigelse i en rumlig funktions afgrænsethed og entydighed". Denne funktion, der senere blev kaldt bølgefunktionen, blev formelt indført som en størrelse, der er logaritmisk relateret til systemets handling. I en anden meddelelse (modtaget den 23. februar 1926) behandlede Schrödinger de generelle idéer, der ligger til grund for hans metode. Ved at udvikle den opto-mekaniske analogi generaliserede han bølgeligningen og kom til den konklusion, at en partikels hastighed er lig med bølgepakkeens gruppehastighed. Ifølge videnskabsmanden er det i det generelle tilfælde "nødvendigt at skildre de mange forskellige mulige processer på grundlag af bølgeligningen og ikke på grundlag af mekanikkens grundlæggende ligninger, som til at forklare essensen af den mekaniske bevægelses mikrostruktur er lige så uegnet som geometrisk optik til at forklare diffraktion". Endelig brugte Schrödinger sin teori til at løse nogle særlige problemer, især det harmoniske oscillatorproblem, og opnåede en løsning, der var i overensstemmelse med resultaterne af matrixmekanikken Heisenberg.

I indledningen til tredje del af papiret (modtaget den 10. maj 1926) optrådte udtrykket "bølgemekanik" (Wellenmechanik) for første gang for at henvise til den tilgang, som Schrödinger havde udviklet. Ved at generalisere den metode, som Lord Rayleigh havde udviklet i teorien om akustiske svingninger, udviklede den østrigske videnskabsmand en metode til at opnå tilnærmelsesvise løsninger på komplekse problemer inden for sin teori, kendt som teorien om tidsafhængige forstyrrelser. Han anvendte denne metode til at beskrive Stark-effekten for hydrogenatomet og opnåede en god overensstemmelse med eksperimentelle data. I sin fjerde meddelelse (modtaget den 21. juni 1926) formulerede han den ligning, der senere blev kaldt den ikke-stationære (tidsmæssige) Schrödinger-ligning, og brugte den til at udvikle en teori om tidsafhængige forstyrrelser. Som et eksempel betragtede han problemet med dispersion og diskuterede relaterede spørgsmål, især i tilfælde af et tidsperiodisk forstyrrelsespotentiale udledte han eksistensen af Ramanfrekvenser i den sekundære stråling. I samme artikel blev der præsenteret en relativistisk generalisering af den grundlæggende ligning for teorien, som Schrödinger havde udledt på et tidligt tidspunkt i arbejdet (Klein-Gordon-ligningen).

Schrödingers arbejde tiltrak sig straks efter sin fremkomst opmærksomhed fra verdens førende fysikere og blev mødt med begejstring af forskere som Einstein, Planck og Sommerfeld. Det virkede overraskende, at beskrivelsen ved hjælp af kontinuerte differentialligninger gav de samme resultater som matrixmekanikken med dens usædvanlige og komplicerede algebraiske formalisme og afhængighed af diskrethed af spektrallinjer, der er kendt fra erfaring. Bølgemekanikken, der ligger tæt op ad den klassiske kontinuumsmekanik, syntes at være at foretrække for mange forskere. Især Schrödinger selv var kritisk over for Heisenbergs matrixteori: "Selvfølgelig kendte jeg til hans teori, men jeg blev afskrækket, hvis ikke frastødt, synes meget vanskelige metoder af transcendental algebra og mangel på klarhed. Ikke desto mindre var Schrödinger overbevist om den formelle ækvivalens mellem bølge- og matrixmekanikkens formalismer. Beviset for denne ækvivalens blev givet af ham i en artikel "On the relation of Heisenberg-Borne-Jordan quantum mechanics to mine", modtaget af redaktørerne af Annalen der Physik den 18. marts 1926. Han viste, at enhver bølgemekanisk ligning kan repræsenteres i matrixform, og at man omvendt kan gå fra givne matricer til bølgefunktioner. Uafhængigt af hinanden blev forbindelsen mellem de to former for kvantemekanik etableret af Carl Eckart og Wolfgang Pauli.

Betydningen af Schrödingers bølgemekanik blev straks indset af det videnskabelige samfund, og i de første måneder efter udgivelsen af de grundlæggende værker på forskellige universiteter i Europa og Amerika blev der indledt aktiviteter for at studere og anvende den nye teori på forskellige private problemer. Schrödingers taler ved møder i det tyske fysiske selskab i Berlin og München i sommeren 1926 og en omfattende rundrejse i Amerika, som han foretog i december 1926 - april 1927, bidrog til at udbrede bølgemekanikkens ideer. Under denne rejse holdt han 57 foredrag på forskellige videnskabelige institutioner i USA.

Snart efter udgivelsen af Schrödingers grundlæggende artikler begyndte den praktiske og sammenhængende formalisme, som blev beskrevet der, at blive brugt i vid udstrækning til at løse en lang række problemer inden for kvanteteori. Selve formalismen var imidlertid endnu ikke tilstrækkelig klar på det tidspunkt. Et af de vigtigste spørgsmål, der blev stillet i Schrödingers grundlæggende arbejde, var spørgsmålet om, hvad der vibrerer i atomet, dvs. problemet om bølgefunktionens betydning og egenskaber. I den første del af hans artikel betragtede han den som en reel, enkeltværdi og overalt dobbelt differentierbar funktion, men i den sidste del indrømmer han muligheden for komplekse værdier for den. Således behandlede han kvadratet på modulet af denne funktion som et mål for fordelingen af den elektriske ladningstæthed i konfigurationsrummet. Videnskabsmanden mente, at partiklerne nu kan repræsenteres som bølgepakker, der er korrekt sammensat af et sæt egenfunktioner, og at man således helt kan opgive korpuskulære repræsentationer. Det blev meget hurtigt klart, at en sådan forklaring er umulig: generelt bliver bølgepakkerne uundgåeligt slørede, hvilket er i modstrid med partiklernes tydeligvis korpuskulære opførsel i eksperimenter med elektronspredning. Løsningen på problemet blev givet af Max Born, som foreslog en probabilistisk fortolkning af bølgefunktionen.

For Schrödinger var denne statistiske fortolkning, som var i modstrid med hans ideer om reelle kvantemekaniske bølger, helt uacceptabel, fordi den efterlod kvantespring og andre diskontinuitetselementer, som han ønskede at slippe af med. Videnskabsmandens afvisning af den nye fortolkning af sine resultater kom tydeligst til udtryk i en diskussion med Niels Bohr, som fandt sted i oktober 1926 under et besøg hos Schrödinger i København. Werner Heisenberg, der var vidne til disse begivenheder, skrev senere:

Diskussionen mellem Bohr og Schrödinger begyndte allerede på togstationen i København og fortsatte dagligt fra tidlig morgen til sen aften. Schrödinger opholdt sig i Bohrs hus, så diskussionen kunne ikke afbrydes af rent ydre omstændigheder ... Efter nogle få dage blev Schrödinger syg, sandsynligvis på grund af ekstrem anstrengelse; feber og forkølelse fik ham til at lægge sig i sengen. Frau Bohr plejede ham og bragte ham te og slik, men Niels Bohr satte sig på sengekanten og bønfaldt Schrödinger: "Der kunne ikke opnås nogen egentlig forståelse, fordi ingen af parterne kunne tilbyde en fuldstændig og sammenhængende fortolkning af kvantemekanikken.

En sådan fortolkning, som var baseret på Borns probabilistiske behandling af bølgefunktionen, Heisenbergs usikkerhedsprincip og Bohrs additionalitetsprincip, blev formuleret i 1927 og blev kendt som Københavns fortolkning. Schrödinger kunne imidlertid ikke acceptere den, og frem til slutningen af sit liv forsvarede han behovet for en visuel fremstilling af bølgemekanikken. Under et besøg i København bemærkede han imidlertid, at trods alle videnskabelige forskelle var "forholdet til Bohr og især til Heisenberg ... absolut, ubesværet venskabeligt og hjerteligt".

Efter at have færdiggjort formalismen for bølgemekanikken kunne Schrödinger bruge den til at opnå en række vigtige private resultater. I slutningen af 1926 havde han allerede brugt sin metode til at beskrive Compton-effekten visuelt, og han forsøgte også at kombinere kvantemekanikken og elektrodynamikken. Med udgangspunkt i Klein-Gordon-ligningen opnåede Schrödinger et udtryk for energimomentumtenoren og den tilsvarende bevarelseslov for kombineret stof og elektromagnetiske bølger. Disse resultater viste sig imidlertid ligesom den oprindelige ligning at være uanvendelige på elektronen, da de ikke gjorde det muligt at tage hensyn til dens spin (dette blev senere gjort af Paul Dirac, som udledte sin berømte ligning). Først mange år senere blev det klart, at de resultater, som Schrödinger opnåede, var gyldige for partikler med nul spin, som f.eks. mesoner. I 1930 fik han et generaliseret udtryk for Heisenbergs usikkerhedsrelation for ethvert par af fysiske størrelser (observabler). Samme år integrerede han for første gang Dirac-ligningen for den frie elektron og nåede frem til den konklusion, at dens bevægelse beskrives ved summen af en retlinet ensartet bevægelse og en højfrekvent rystende bevægelse (Zitterbewegung) af lille amplitude. Dette fænomen forklares ved interferens mellem positive og negative energidele af den bølgepakke, der svarer til elektronens bølgepakke. I 1940-1941 udviklede Schrödinger inden for rammerne af bølgemekanikken (dvs. Schrödinger-repræsentationen) i detaljer en faktoriseringsmetode til løsning af problemer vedrørende egenværdier. Essensen af denne metode er at repræsentere systemets Hamiltonian som et produkt af to operatører.

Schrödinger vendte tilbage til kritikken af forskellige aspekter af Københavns fortolkning mange gange fra slutningen af 1920'erne og diskuterede disse problemer med Einstein, som de var kolleger ved universitetet i Berlin på det tidspunkt. Deres kommunikation om emnet fortsatte i de senere år via korrespondance, som intensiveredes i 1935 efter det berømte Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)-papir om kvantemekanikkens ufuldstændighed. I et brev til Einstein (19. august 1935) samt i en artikel sendt den 12. august i tidsskriftet Naturwissenschaften præsenterede han det første mentale eksperiment, som er blevet kendt som Schrödinger-katteparadokset. Essensen af paradokset var ifølge Schrödinger, at usikkerhed på atomniveau kunne føre til usikkerhed på makroskopisk skala (en "blanding" af en levende og en død kat). Dette opfylder ikke kravet om, at makroobjekters tilstande skal være definitive uafhængigt af deres observation, og derfor "forhindrer det os i på denne naive måde at vedtage "slørmodellen" [dvs. standardfortolkningen af kvantemekanikken] som et billede af virkeligheden". Einstein så dette mentale eksperiment som en indikation af, at bølgefunktionen er relevant i beskrivelsen af et statistisk ensemble af systemer snarere end et enkelt mikrosystem. Schrödinger var uenig, idet han så bølgefunktionen som havende en direkte relation til virkeligheden og ikke til dens statistiske beskrivelse. I samme artikel analyserede han andre aspekter af kvanteteorien (f.eks. måleproblemet) og kom til den konklusion, at kvantemekanikken "stadig kun er et bekvemt trick, som dog har fået ... en ekstremt stor indflydelse på vores grundlæggende syn på naturen". Yderligere overvejelser om EPR-paradokset førte Schrödinger frem til det vanskelige problem med kvanteforvikling. Det lykkedes ham at bevise den generelle matematiske sætning, at når et system er opdelt i dele, er deres samlede bølgefunktion ikke et simpelt produkt af de enkelte delsystemers funktioner. Ifølge Schrödinger er denne adfærd hos kvantesystemer en væsentlig ulempe ved teorien og en grund til at forbedre den. Selv om Einsteins og Schrödingers argumenter ikke kunne rykke ved den holdning, som tilhængerne af kvantemekanikkens standardfortolkning, først og fremmest repræsenteret af Bohr og Heisenberg, indtog, stimulerede de en afklaring af nogle grundlæggende vigtige aspekter af den og førte endda til en diskussion af det filosofiske problem om den fysiske virkelighed.

I 1927 foreslog Schrödinger det såkaldte resonanskoncept for kvanteinteraktioner, baseret på hypotesen om en kontinuerlig udveksling af energi mellem kvantesystemer med nærtliggende naturlige frekvenser. Denne idé kunne imidlertid ikke erstatte begrebet stationære tilstande og kvanteovergange, på trods af alle forfatterens forhåbninger. I 1952 vendte han i artiklen "Do quantum jumps exist?" tilbage til resonansbegrebet og kritiserede den probabilistiske fortolkning. I et detaljeret svar på bemærkningerne i denne artikel kom Max Born frem til følgende konklusion

...Jeg vil gerne sige, at jeg anser Schrödingers bølgemekanik for at være en af de mest bemærkelsesværdige bedrifter i den teoretiske fysiks historie... Jeg siger langt fra, at den fortolkning, som vi kender i dag, er perfekt og endelig. Jeg glæder mig over Schrödingers angreb på den tilfredse ligegyldighed hos mange fysikere, der accepterer den moderne fortolkning, blot fordi den virker, uden at bekymre sig om nøjagtigheden af ræsonnementet. Jeg mener dog ikke, at Schrödingers artikel har bidraget positivt til at løse filosofiske vanskeligheder.

Elektromagnetisme og generel relativitetsteori

Schrödinger blev introduceret til Einsteins arbejde om den generelle relativitetsteori i Italien, ved Triestebugten, hvor hans militærenhed var stationeret under Første Verdenskrig. Han uddybede den matematiske formalisme (tensorregning) og den fysiske betydning af den nye teori, og i 1918 offentliggjorde han to små artikler med sine egne resultater, især deltog han i diskussionen om gravitationsfeltets energi inden for rammerne af GR. Forskeren vendte først tilbage til de generelle relativistiske emner i begyndelsen af 1930'erne, da han forsøgte at overveje materiebølgernes opførsel i en krum rumtid. Schrödingers mest frugtbare periode med studier af gravitation var under hans arbejde i Dublin. Han opnåede især en række specifikke resultater i den kosmologiske de Sitter-model, herunder en henvisning til materieproduktionsprocesserne i en sådan model af et ekspanderende univers. I 1950'erne skrev han to bøger om GR og kosmologi, Spacetime Structure (1950) og The Expanding Universe (1956).

Et andet fokus i Schrödingers arbejde var forsøget på at skabe en forenet feltteori ved at kombinere gravitation og elektrodynamik. Denne aktivitet blev umiddelbart forudgået af den østrigske videnskabsmands undersøgelse af en ikke-lineær generalisering af Maxwells ligninger, som begyndte i 1935. Formålet med denne generalisering, der først blev foretaget af Gustav Mie (1912) og senere af Max Born og Leopold Infeld (1934), var at begrænse størrelsen af det elektromagnetiske felt på små afstande, hvilket skulle sikre en begrænset værdi af de ladede partiklers egenenergi. Elektrisk ladning behandles i denne tilgang som en iboende egenskab ved det elektromagnetiske felt. Siden 1943 fortsatte Schrödinger Weyls, Einsteins og Arthur Eddingtons forsøg på at udlede en forenet feltligning fra princippet om mindste virkning ved at vælge Lagrangian-formen korrekt inden for affin geometri. Schrödinger begrænsede sig, ligesom sine forgængere, til en rent klassisk betragtning og foreslog indførelsen af et tredje felt, som skulle kompensere for vanskelighederne ved at kombinere gravitation og elektromagnetisme, repræsenteret i Born - Infeld-formen. Han forbandt dette tredje felt med kernekræfterne, hvis bærere man på det tidspunkt troede var hypotetiske mesoner. Især gjorde indførelsen af et tredje felt i teorien det muligt at bevare dens måleinvarians. I 1947 gjorde Schrödinger et nyt forsøg på at forene de elektromagnetiske og gravitationelle felter ved at vælge en ny form af lagrangianen og udlede nye feltligninger. Disse ligninger indeholdt en forbindelse mellem elektromagnetisme og gravitation, som forskeren mente kunne være ansvarlig for frembringelsen af magnetfelter ved roterende masser, såsom solen eller jorden. Problemet var imidlertid, at ligningerne ikke tillod en tilbagevenden til et rent elektromagnetisk felt, når gravitationen var "slukket". Trods store anstrengelser blev de mange problemer, som teorien stod over for, aldrig løst. Schrödinger havde ligesom Einstein ikke held til at skabe en forenet feltteori ved at geometrisere klassiske felter, og i midten af 1950'erne trak han sig tilbage fra denne aktivitet. Ifølge Otto Hittmair, en af Schrödingers samarbejdspartnere i Dublin, "blev store forhåbninger afløst af en klar skuffelse i denne periode af den store videnskabsmands liv".

"Hvad er liv?"

Kvantemekanikken skabte et solidt teoretisk grundlag for kemi, som gav den moderne forklaring på kemiske bindinger. Udviklingen af kemien havde til gengæld en dybtgående indflydelse på dannelsen af molekylærbiologien. Den berømte videnskabsmand Linus Pauling skrev i den forbindelse:

Efter min mening er det rimeligt at sige, at Schrödinger, ved at formulere sin bølgeligning, er hovedansvarlig for den moderne biologi.

Schrödingers umiddelbare bidrag til biologien er hans bog What is Life? (1944), baseret på forelæsninger holdt på Trinity College i Dublin i februar 1943. Disse foredrag og bogen var inspireret af en artikel af Nikolai Timofeev-Ressovsky, Karl Zimmer og Max Delbrück, der blev offentliggjort i 1935 og givet til Schrödinger af Paul Ewald i begyndelsen af 1940'erne. Denne artikel var helliget studiet af genetiske mutationer, der opstår under påvirkning af røntgen- og gammastråler, og som forfatterne havde udviklet teorien om targets til at forklare. Selv om man på det tidspunkt endnu ikke kendte arvelighedsgenernes natur, var det muligt at identificere nogle generelle mønstre i processen ved at se på mutageneseproblemet ud fra atomfysikkens synspunkt. Timofeev-Zimmer-Delbrücks arbejde var grundlaget for Schrödingers bog, som tiltrak sig stor opmærksomhed fra unge fysikere. Nogle af dem (f.eks. Maurice Wilkins) blev påvirket af den og besluttede sig for at beskæftige sig med molekylærbiologi.

De første kapitler i "Hvad er liv?" er afsat til en oversigt over oplysninger om arvelighedens og mutationernes mekanismer, herunder Timofeev, Zimmer og Delbrücks idéer. De sidste to kapitler indeholder Schrödingers egne tanker om livets natur. I det ene af dem introducerede forfatteren begrebet negativ entropi (der sandsynligvis går tilbage til Boltzmann), som levende organismer må hente fra omverdenen for at kompensere for den stigning i entropien, der fører dem til termodynamisk ligevægt og dermed til døden. Dette er ifølge Schrödinger en af de vigtigste forskelle mellem liv og ikke-levende natur. Ifølge Pauling bidrager begrebet negativ entropi, der er formuleret i Schrödingers værk uden den fornødne stringens og klarhed, kun i ringe grad til vores forståelse af fænomenet liv. Francis Simon påpegede kort efter bogens udgivelse, at den frie energi må spille en langt større rolle for organismer end entropi. I senere udgaver tog Schrödinger hensyn til denne bemærkning og noterede sig betydningen af fri energi, men lod alligevel diskussionen om entropi i dette, med nobelpristager Max Perutz' ord, "vildledende kapitel" forblive uændret.

I det sidste kapitel vender Schrödinger tilbage til sin idé, som går igen i hele bogen, nemlig at mekanismen for levende organismers funktion (deres nøjagtige reproducerbarhed) er uforenelig med lovene i den statistiske termodynamik (tilfældighed på molekylært niveau). Ifølge Schrödinger tyder genetikkens opdagelser på, at der ikke er plads til sandsynlighedslove, der skal adlyde de enkelte molekylers adfærd; studiet af levende stof kan således føre til nye ikke-klassiske (men deterministiske) naturlove. For at løse dette problem har Schrödinger anvendt sin berømte hypotese om genet som en aperiodisk endimensionel krystal, der går tilbage til Delbrücks arbejde (sidstnævnte skrev om polymerer). Måske er det den molekylære aperiodiske krystal, som "livets program" er skrevet i, der undgår de vanskeligheder, der er forbundet med termisk bevægelse og statistisk uorden. Men som den videre udvikling af molekylærbiologien har vist, var de allerede eksisterende fysiske og kemiske love tilstrækkelige til at udvikle dette vidensområde: de vanskeligheder, som Schrödinger argumenterede for, er løst ved hjælp af komplementaritetsprincippet og enzymatisk katalyse, som gør det muligt at fremstille store mængder af et bestemt stof. Max Perutz erkendte den rolle, som "What is Life?" spillede for populariseringen af genetikkens idéer, men konkluderede samtidig

...En nærmere undersøgelse af hans bog og relateret litteratur har vist mig, at det, der var korrekt i hans bog, ikke var originalt, og at meget af det, der var originalt, ikke var kendt for at være korrekt på det tidspunkt, hvor bogen blev skrevet. Desuden ignorerer bogen nogle afgørende resultater, som blev offentliggjort, før den blev trykt.

I 1960 mindedes Schrödinger tiden efter afslutningen af Første Verdenskrig:

Jeg havde til hensigt at undervise i teoretisk fysik og tog som forbillede de fremragende forelæsninger af min yndlingslærer, Fritz Hasenörl, som døde i krigen. I øvrigt havde jeg tænkt mig at studere filosofi. På dette tidspunkt fordybede jeg mig i Spinozas, Schopenhauers, Richard Zemons og Richard Avenarius' værker. Jeg var tvunget til at blive ved med teoretisk fysik, og til min overraskelse kom der nogle gange noget ud af det.

Det var først efter sin ankomst til Dublin, at han var i stand til at hellige sig filosofiske spørgsmål i tilstrækkelig grad. Fra hans pen udkom en række værker, ikke kun om videnskabsfilosofiske problemer, men også af generel filosofisk karakter - Science and Humanism (1952), Nature and the Greeks (1954), Mind and Matter (1958) og My World View, et essay, som han færdiggjorde kort før sin død. Schroedinger var særlig opmærksom på den antikke filosofi, som tiltrak ham på grund af dens enhed og den betydning, som den kunne spille for løsningen af modernitetens problemer. I den forbindelse skrev han:

Med et seriøst forsøg på at vende tilbage til de gamle tænkeres intellektuelle miljø, som var langt mindre vidende om naturens faktiske adfærd, men også ofte langt mindre forudindtaget, kan vi genvinde tankens frihed fra dem, om ikke andet så måske for at bruge den, med vores bedre kendskab til kendsgerningerne, til at rette deres tidlige fejltagelser, som stadig kan sætte os på spidsen.

I sine skrifter, der også byggede på arven fra den indiske og kinesiske filosofi, forsøgte Schrödinger at anlægge et samlet syn på videnskab og religion, det menneskelige samfund og etiske problemer; problemet med enhed var et af hovedmotiverne for hans filosofiske arbejde. I værker, der kan klassificeres som videnskabsfilosofi, påpegede han den tætte forbindelse mellem videnskaben og samfunds- og kulturudviklingen i almindelighed, diskuterede problemer med erkendelsesteorien, deltog i debatten om kausalitetsproblemet og ændringen af dette begreb i lyset af den nye fysik. En række bøger og artikelsamlinger er blevet afsat til diskussion og analyse af specifikke aspekter af Schrödingers filosofiske synspunkter om forskellige emner. Selv om Karl Popper kaldte ham en idealist, har Schrödinger i sine skrifter konsekvent forsvaret muligheden for at studere naturen objektivt:

Der er en udbredt videnskabelig opfattelse af, at et objektivt billede af verden, som det tidligere blev forstået, slet ikke er muligt at få et objektivt billede af verden. Kun optimisterne blandt os (som jeg selv hører til) mener, at dette er filosofisk ophøjethed, et tegn på fejhed over for krisen.

Kilder

1. Erwin Schrödinger
2. Шрёдингер, Эрвин
3. 1 2 Архив по истории математики Мактьютор — 1994.
4. Erwin Schrödinger // Brockhaus Enzyklopädie (нем.)
5. Шрёдингер Эрвин // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
6. 1 2 Д. Хоффман. Эрвин Шрёдингер. — М.: Мир, 1987. — С. 13—17.
7. ^ Erwin Schrödinger at the Mathematics Genealogy Project
8. Moore 1994, pp. 289–290 Cita: "In one respect, however, he is not a romantic: he does not idealize the person of the beloved, his highest praise is to consider her his equal. 'When you feel your own equal in the body of a beautiful woman, just as ready to forget the world for you as you for her – oh my good Lord – who can describe what happiness then. You can live it, now and again – you cannot speak of it.' Of course, he does speak of it, and almost always with religious imagery. Yet at this time he also wrote, 'By the way, I never realized that to be nonbelieving, to be an atheist, was a thing to be proud of. It went without saying as it were.' And in another place at about this same time: 'Our creed is indeed a queer creed. You others, Christians (and similar people), consider our ethics much inferior, indeed abominable. There is that little difference. We adhere to ours in practice, you don't.'"
9. Jeremy Bernstein (18 de abril de 2017). «Erwin Schrödinger». Encyclopedia Britannica (en inglés). Consultado el 12 de julio de 2017.
10. a b D. Hoffman. Erwin Schrödinger (en inglés). pp. pág. 18—31.
11. Errol C. Friedberg: The Writing Life of James D. Watson, s. 8–9. CSHL Press, 2005. ISBN 9780879697006.