Довид Ласерна - На волне Вселенной. Шрёдингер. Квантовые парадоксы

Вернер Гейзенберг благодаря отличному образованию обладал нестандартным мышлением. Его отец был профессором греческого языка в университете Мюнхена, мать — дочерью ректора закрытого института. Гейзенберг любил быть первым во всем, чем занимался, — не важно, о чем шла речь: о теоретической физике, игре в настольный теннис или музицировании на пианино (на этом инструменте он играл с почти профессиональной виртуозностью). В мире науки Гейзенбергу посчастливилось встретить лучших учителей: «Я выучил физику, смешанную с оптимизмом Зоммерфельда и математикой Макса Борна, тогда как Нильс Бор посвятил меня в глубокий философский смысл научных проблем».

Неожиданный приход Гейзенберга в квантовую механику означал появление человека, который мыслил оригинально и без всяких обязательств по отношению к наследию прошлого. Планк был прав, утверждая, что «новая научная правда побеждает не потому, что удается переубедить оппонентов и заставить их прозреть, а больше благодаря тому, что оппоненты в конце концов умирают, уступая место новому поколению, для которого эта правда уже привычна». Для движения вперед нужно было, чтобы пришло новое поколение, способное без внутренних затруднений работать над пробелами, уже заполненными квантовой теорией, и углублять знание. Первая мировая война задержала упомянутую смену поколений. Многие молодые ученые, такие как Шрёдингер, должны были оставить исследования и пойти на фронт. Кто-то из них не вернулся из окопов, и их возможный вклад в науку погиб вместе с ними. В первые послевоенные годы Германия, изгнанная из международного сообщества, страдала от научной изоляции. Однако когда Гейзенберг вошел в зрелый возраст, лед тронулся.

В статье, которая вскоре сделает его знаменитым, Гейзенберг прислушался к словам из «Логико-философского трактата» Людвига Витгенштейна, опубликованного четырьмя годами ранее: «О чем невозможно говорить, о том следует молчать». Он применил этот совет, исследуя мир атомов: «О том, что невозможно измерить, следует умолчать». Объясняя феномены, ученые должны были воздержаться от введения элементов, которые невозможно измерить в лаборатории. Добавление любого элемента ради того, чтобы облегчить понимание, могло завести науку в тупик. Так Гейзенберг положил начало физике для канатоходцев. Прежде всего необходимо придерживаться математических правил. Тот, кто видел дальше других благодаря своему воображению, заканчивал тем, что спотыкался. Исходя из этого было несложно предвидеть результат: не следует применять интуитивное понимание к теории, которую невозможно увидеть. Статья Гейзенберга под названием «О квантовотеоретическом истолковании кинематических и механических соотношений» появилась летом 1925 года — за шесть месяцев до волновой механики Шрёдингера.

Австрийский физик получает Нобелевскую премию из рук короля Швеции Густава V в 1933 году.

Шрёдингер в период своего пребывания в колледже св. Магдалины в Оксфорде (около 1934 года), где он активно участвовал в споре относительно интерпретации квантовой теории.

Эрвин Шрёдингер на конференции, около 1950 года.

Если Шрёдингера охватывало творческое вдохновение, когда он находился на курорте в компании таинственной дамы, то Гейзенбергу меньше повезло с романтическими обстоятельствами: к нему пришло озарение, когда он в полном одиночестве находился на острове Гельголанд в Северном море, в 70 километрах от суши — остров был почти полностью лишен растительности, и ученый здесь надеялся спастись от жестокого приступа сезонной аллергии. «По прибытии на остров я, должно быть, находился в жалком состоянии, — вспоминает он. — Из-за моего опухшего лица дама, которая сдавала мне комнату, заподозрила, что я подрался накануне вечером, и прочитала мне наставления».

Гейзенберг на острове много купался и гулял в дюнах, но также оставлял время для размышлений. Ученый поставил перед собой сложную задачу — «создать теоретическую базу для квантовой механики, которая основывается исключительно на отношениях между величинами в принципе наблюдаемыми». Он откинул несколько заметок, например об орбитах Бора, в которых было написано, что представлениям об орбитах электронов мы обязаны воображению, поскольку до сих пор никто не смог их зарегистрировать с помощью экспериментов и приборов. Гейзенберг решил опираться в поисках математической закономерности только на наблюдаемые величины.