Довид Ласерна - На волне Вселенной. Шрёдингер. Квантовые парадоксы

Для Шрёдингера странствия по Германии словно стали внутренним путешествием к квантовой механике. Как сказал об этом в свое время Артур Эддингтон, «в ту эпоху квантовая теория была немецким изобретением». В Бреслау, например, Шрёдингер встретил Отто Люммера, чьи фундаментальные исследования распределения энергии в спектре абсолютно черного тела помогли Максу Планку создать в дальнейшем теорию теплового излучения.

Как преподаватель он выражается невероятно ясно, и то, что он говорит, — это всегда плод тщательного размышления.

А кроме этого его супруга — просто прелесть.

Эрих Регенер о Шрёдингере, своем коллеге в Штутгарте

В Штутгарте Шрёдингер погрузился в чтение монографии Арнольда Зоммерфельда «Строение атома и спектры», ставшей классикой еще до того, как на издании высохла типографская краска. Шрёдингер заинтересовался этой темой и, как это уже было с общей теорией относительности, почти сразу опубликовал статью с уточнениями атомной модели Зоммерфельда. В Бреслау ученый задержался всего на несколько недель: еще в Штутгарте он получил приглашение возглавить кафедру теоретической физики Цюрихского университета. На этом посту он стал преемником Альберта Эйнштейна и Макса фон Лауэ — и был согласен на более скромное жалованье.

Должность профессора в одном из самых престижных университетов Европы стала для Шрёдингера трамплином в его академической карьере. Кажется, сам воздух города был особым — то ли из-за горных альпийских ветров, то ли из-за дыхания Цюрихского озера. Атмосфера здесь стимулировала воображение не только революционеров, таких как Ленин или Троцкий, или писателей, таких как Джойс. Именно в Цюрихе была завершена теория относительности Эйнштейна, здесь работали фон Лауэ и Петер Дебай.

Ранее Шрёдингер демонстрировал исключительную универсальность, исправляя и углубляя работы других ученых в большинстве дисциплин, вызывавших его интерес. Но этот широкий диапазон, казалось, подтверждал известную пословицу о двух зайцах: ни в одной из этих дисциплин сам Шрёдингер не создал ничего революционного. Комиссия в Цюрихе попросила венского физика Зоммерфельда охарактеризовать своего молодого коллегу, и тот отметил: «Первоклассный ум, очень твердый и критический». И чаша весов склонилась на сторону Шрёдингера — диапазон его возможностей, казалось, удовлетворил всех. Приемная комиссия особенно оценила исследования ученого о восприятии цвета, потому что его назначение позволяло «проводить конференции по биометрии, так любимой биологами».

Ученый появился в Цюрихе в середине октября 1921 года, измученный трауром и многомесячными переездами. «Я был настолько истощен, — признавался он, — что у меня уже не оставалось никаких идей». Из-за усталости вновь дали о себе знать слабые легкие, и Шрёдингер, едва заняв новую должность в университете, вынужден был просить отпуск, чтобы отправиться на лечение и отдых на альпийский курорт Ароза. Он вернулся к работе через полгода, в ноябре 1922-го. За весь следующий год физик не опубликовал ни одной статьи. Учитывая, что ему было уже 36 лет — возраст, в котором творческая энергия многих ученых уже иссякает, — можно было посчитать, что научная карьера Шрёдингера завершена.

В твердых телах и жидкостях свобода атомов ограничена, поскольку их движения сдерживаются электромагнитным взаимодействием, создающим между ними прочную связь. Это взаимное влияние, соединяющее миллиарды ядер и электронов, вводит определенную сложность, отсутствующую в газе, молекулы которого часто можно рассматривать как практически независимые. Вещество твердых тел и жидкостей не только взаимодействует с окружающим миром, но и поддерживает тесные связи внутри самого себя. Изучение газов помогает понять диалог, который свет ведет с каждым атомом.

Чтобы сделать этот диалог видимым, газ может быть нагрет или подвергнут воздействию электрического поля, — опыт, распространенный в лабораториях XIX века. Одним из наиболее популярных приборов в то время была газоразрядная лампа: стеклянная колба с двумя электродами, между которыми создается разность потенциалов. Внутри лампы находится газ — водород, гелий, криптон или пары ртути и натрия.

Разница между непрерывным спектром твердого тела и дискретным спектром газа.