i i “Strnad-stoletnica” — 2010/5/31 — 14:53 — page 1 — #1 i i i i i i List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje ISSN 0351-6652 Letnik 15 (1987/1988) Številka 3 Strani 154–157 Janez Strnad: OB STOLETNICI ERVINA SCHRÖDINGERJA Ključne besede: novice, obletnica. Elektronska verzija: http://www.presek.si/15/884-Strnad-Schroedinger.pdf c© 1987 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije c© 2010 DMFA – založništvo Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo- ljeno. i i “Strnad-stoletnica” — 2010/5/31 — 14:52 — page 1 — #1 i i i i i i List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje ISSN 0351-6652 Letnik 15 (1987/1988) Številka 3 Strani 154–157 Janez Strnad: OB STOLETNICI ERVINA SCHRÖDINGERJA Ključne besede: novice. Elektronska verzija: http://www.presek.si/15/884-Strnad-Schroedinger.pdf c© 1987 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije c© 2010 DMFA – založništvo Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo- ljeno. OB STOLETNICI ERWINA SCHRODINGERJA Leta 1987 so fiziki po vsem svetu počastili spomin Erwina Schrddinqer]a. očeta _ poleg Wernerja Heisenberga - kvantne mehanike, ki je ena od najpomem- bnejših teorij. če ne najpomembnejša teorija sodobne fizike. E. Schrčdinqer je bil rojen leta 1887 na Dunaju. Tam je obiskoval znano srednjo šolo, na kateri so goj ili predvsem jezike. Schrčdlnqer je bil vsa leta najboljši v razredu in je imel zelo rad grščino in latinščino, a se je najbolj iz- Slika 1. Erwin Schrodinger (1887 do 1961) - oče kvantne mehanike 154 kazal v matematik i in f iziki. Štud iral je fizi ko na dunajski univerzi in študij leta 1910 končal z doktorskim delom o prevajanju elektrike po površju izola- torja v vlažnem zraku. T ik pred izbruhom prve svetovne vojne si je leta 1914 pridobil pravico, da je predaval na univerzi, z delom iz fizike trdnin, kako r bi rekli dandanes. Zanimal pa se je še za nauk o barvah, za povezavo med elektr i- ko v ozračju in radioakt ivnostjo in drugo . Vo jno je preživel brez nezgode kot oficir na soški fronti . Po vojni se je začela njegova pokl icna pot s kratkotrajn im poučevanjem na unive rzi v Jeni in v Stuttgartu , dokler ni leta 1921 prešel na zUriško pol i- tehn iko . Tam je postal redn i profesor na mestu , ki sta ga prej zasedla Albert Einste in in Max von Laue. Ted aj sta v Zurichu delala fizik Peter Debye in matematik Hermann Weyl. Najpomembnejše odkritje je uspelo Schrod inqerju v Zurichu leta 1926. Leta 1927 je sprejel profesorsko mesto v Berlinu . V letih 1926 in 1927 je obiskal Združene države in pozneje predaval tudi v števi lnih nemških mestih . Po Hitlerjevem prevzemu oblasti leta 1933 je izko- r istil ponudbo in odšel v Oxford. Schrodlnqer se ni mešal v po litiko in tudi ni bil židovskega rodu . Toda nacisti so odklanjali kvantno mehaniko in so ga kot profeso rja v Berlinu upokojili. V Oxfordu je zvedel, da je dobil skupaj s P.A.M. Diracom Nobelovo nagrado za leto 1933 . Leta 1936 je sprejel ponudbo PROF. DR. ERWIN SCHRO OINGER 100. GEBURT5TAG . ..... ER STT AG NOB ELP R E I5 F OR P HY5 1K 1 9 3 3 Slika 2. Posebna znamka in posebn i žig avst rijske pošte ob Schrodingerjevi stoletnici. 155 univerze v Gradcu, kje r ga je dve let i pozneje zatekla pr i klju č itev Avst r ije Nemčiji. Že drugič so ga nacist i odpust ili z univerze. Zb ežal je in preko Rima dospel v Dublin na Irskem, kje r je prevzel mesto na pravkar ustanoveljenem Inštitutu za višje študije. Tam je prestal voj no . V letu 1950/ 51 je bil gostuj oči profesor na unive rzi v Innsbrucku . T am je spoznal prijazn o gorsko vasico Alpbach . Leta 1956 je postal profesor na unive rzi na Dunaju in se po upoko- j it vi dve leti pozneje preselil v Alpbach, kjer še dandanes pri rejajo v njegov spomin znanstvene sestanke. Um rl je leta 1961, pokopan je v Alpbachu . Schr6dinger se je od nekdaj zanimal tud i za teo rijs ko mehan iko in v njej za probleme, pri katerih iz enačbe zaradi pogojev , k i ji m mora ust rezati , sledi določena rešitev. Preprost zgled je e n ač ba za nihan je stru ne, iz kat ere sledijo zaradi pogoja, da kr aji š č i mirujeta, določene rešitve, k i ustrezajo dolo- čenim - lastnim - frekvencam. Na začetku našega stoletja si je morala pomagati fi zika z novi m i zamisli - mi, ki so bile tu je prejšnjim pogledom, če je hotela pojasni t i izide poskusov . Tako je moral Max Planck privzeti, da seva in absorbi ra t rdno telo svetlobo v energijsk ih obrokih , kvantih , če je hotel pojasniti sestavo svetlobe , k i jo seva t rdno telo (1900). Albert Einstein je šel korak dlje in je trdil , da je energi ja v svetlobi, ki so jo dotlej opisovali kot valovanje, zbrana v svetlobnih kvantih (1905). Niels Bohr je pojasnil t o, da sevalo prost i ato mi vodik a svet lobo z določenim i frekvencami, z gibanjem elektrona oko li jed ra po krogih z dolo- čenimi radiji (1913) . Ko pre ide elektron z enega kroga na drugega z manjšim radi jem , se izseva kvant svetlobe . Bohr je povezal rad ij t ira s hi t rostj o elekt ro- na s stari fizik i tujo enačbo, ki je ni poskusil posebej utemeljiti . Lou is de Broglie je prišel na misel , da je t reba pr irediti elektronu nekakšno valovanje , katerega valovna dolžina je obratno sorazmerna s hitrostjo (1923). Delo bi ostalo še bolj neopaženo, če ne bi A . Einste in zanj rekel dob re besede. Prav preko Einste inovega priporo č il a so zvedeli zanj tu d i v Zur ichu. P. Debye , ki je vodil teorijski kolokvij, to je tedenske sest anke teor ijskih fizi- kov, je predložil Schr6dingerju, naj poroča o de Brogl iejevi zamisli . Če naj Schrčdinqerjeva enačba (ena izmed oblik osnovnega zakona kvantne mehani - ke): t čas, x, Y, z koordinate, hz 21T deljena Planckova konstanta, m masa delca, lJ; valovna funkcija, s katero izračunamo verjetnost, da naletimo elektron v majhnem delu prostornine okoli določene točke v določenem trenutku. 156 valovanje, ki ga priredimo krožečemu elektronu, samo sebe ne oslabi, mora sestavljati pot, to je obseg kroga, celo število valovnih dolžin. S tem je mogoče pojasniti Bohrovo enačbo. Toda Debye s Schrodinqerjevim poročilom o tem ni bil zadovoljen: de Brogliejevo sklepanje je imel za naivno in je trdil, da je treba opisati valovanje z enačbo, ki velja za vsak čas po vsem prostoru, kjer je valovanje . Na enem od poznejših sestankov je Schriidinqer postregel s prav tako enačbo, ki je odtistihmal znana kot Schriidinqerjeve enačba. Schrčdinqer je prišel do nje, ko je vzporedii osnovne zakone za gibanje teles z osnovnimi zako ni za valovanje . Z njo je obdelal vodikov atom in dobil energije, ki jih je Bohr izpeljal za posamične tire kot lastne energije - podobno kot lastne frekvence pri struni. Po matematični strani je pomagal Hermann Weyl. Leta 1926 je Schrodinqer objav il prispevek v štirih delih z naslovom Kvantiziranje kot problem lastnih vrednosti. Kvantizi ranje je prijem, pri katerem priredimo fizikalnemu sistemu samo določene energije, problem lastnih vrednosti pa računanje z enačbami, ki zaradi pogojev dopuščajo le določene rešitve. Ne sa- mo to. Dognal je tudi, da sta njegova enačba in enačba Wernerja Heisenberga iz leta 1925 samo dva obraza ist ega osnovnega zakona , ki velja za gibanje ele- ktronov in sorodnih delcev. Tako je bila rojena kvantna mehanika, ki so jo v naslednjih letih dokončno oblikovali P.A.M. Dirac in drugi. Kot se v fiziki pogosto primeri , E. Schrčdinqer ni bil zadovoljen s svojim otrokom . Preskoki, k i jih je kvantna mehanika prinesla v fiziko, mu niso ugajali, raje je imel valo- vanje, v kate rem poteka vse brez pretresov. Čeprav ni opustil kvantne mehanike, se je začel pozneje ukvarjati z drugi- mi vprašanji : s teorijo gravitacije, vesoljem, fizikalnimi vidiki žive celice. Izdal je kn jižici Kaj je življenje , ki je imela velik vpliv na nadaljnji razvoj molekulske biologije, in filozofsko usmerjeni Moj pogled na svet. S tem je nadaljeval priza- devanje, da bi spoznal z znanostjo čim več ljudi. Na širok krog njegovega zani- manja kaže tudi zbirka pesmi, ki pojejo o ljubezni in o občutkih naravoslovca in filozofa. Po značaju je bil Schrčdinqer ljubezniv, a se je hitro razburil. (Kot moto v pesniški zbirki je uporabil izrek: Do neba vesel, do smrti žalosten.) Bil je samo- svoj, o čemer priča tudi to , da je bilo pri delu težko sodelovati z njim. Bil je skrben družinski oče , imel je eno hčer. Menda je bil neločljiv od svojega nahrbtn ika, in to ne samo pri hoji po hribih, ampak tudi na znanstvenih sestankih. Erwin Schrčdinqer brez dvoma sodi med maloštevilne fizike, brez pri- spevka katerih sodobna fizika ne bi bila to , kar je. Janez Strnad 157