Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Фридрих Гернек

Как и все глубокие, стремящиеся к открытию нового физики-мыслители, Луи де Бройль с недоверием относился к поспешным выводам. В предисловии к книге "Свет и материя" говорится: "Крушение, которое в течение каких-то десятилетий потерпели прочно обоснованные принципы и, казалось, не менее основательные выводы, показывает нам, насколько осторожным надо быть при попытке построить общие философские заключения, опираясь на прогресс науки. Тот, кто замечает, что сумма нашего незнания намного превышает сумму нашего знания, едва ли чувствует себя склонным делать слишком поспешные выводы".

Эти слова французского физика, напоминающие одно из высказываний Ф. Энгельса в "Анти-Дюринге", нельзя толковать пессимистически. Подтверждением служит заключительное замечание: "Несмотря на это, однако, можно утверждать, что прогресс квантовой физики во многих отношениях открыл перед нами совершенно новые перспективы и что направление философских учений как в близком, так и в отдаленном будущем, несомненно, будет находиться под ее влиянием".

В одном из своих первых сочинений де Бройль требовал создания новой механики атома. Новая механика должна была иметь для старой механики такое же значение, как волновая оптика для лучевой оптики. Эту новую механику, получившую название волновой, или ундулаторной (От лат unda - волна - Прим. ред.), механики, вскоре после этого создал Эрвин Шрёдингер, который был в то время профессором теоретической физики в Цюрихском университете.

Использовав теорию соотношения волновой и лучевой оптики, разработанную в первой половине XIX века ирландским математиком Гамильтоном, Шрёдингер распространил волновое уравнение де Бройля, которое касалось движения без применения сил, на случай действия сил. Он исходил из того, что "все вообще все - является одновременно частицей и волновым полем"

Результаты своих исследований Шрёдингер весной 1926 года опубликовал под названием "Квантование как самостоятельная проблема" в виде нескольких статей в "Анналах физики". Эти работы, в которых исследователь попытался построить мост между макромеханикой и микромеханикой, содержат получившее известность дифференциальное уравнение волнового поля атома водорода, при помощи которого, по словам Планка, "волновая механика, казавшаяся ранее чем-то мистическим, сразу была поставлена на прочное основание".

"Уравнение Шрёдингера", при составлении которого Шрёдингер пользовался советами преподававшего в то время в Цюрихе крупного математика Германа Вейля, относится к числу наиболее распространенных формул в мировой литературе по физике атомного века Его классическая красота вызывала и вызывает такое же восхищение и уважение физиков-теоретиков, как в свое время максвелловская система формул электромагнитного поля. Говоря об этой системе, Людвиг Больцман приводил восторженные слова Фауста: "Начертан этот знак не бога ли рукой?" Макс Борн, оценивая труд Шрёдингера, восклицал: "Что существует более выдающегося в теоретической физике, чем его первые шесть работ по волновой механике?"

Уже в начале апреля 1926 года, после получения сигнальных оттисков первой основополагающей статьи по волновой механике, Планк писал Шрёдингеру "Читаю Вашу статью с тем же напряжением, с каким любопытный ребенок выслушивает развязку загадки, над которой он долго мучился, и радуюсь красотам, раскрывающимся перед моими глазами". Несколько недель спустя он сообщал: "Вы можете себе представить, с каким интересом и воодушевлением я погрузился в изучение этого эпохального труда, хотя сейчас я очень медленно продвигаюсь вперед в этом своеобразном ходе мыслей" В то же время Эйнштейн писал Шрёдингеру: "Замысел Вашей работы свидетельствует о подлинной гениальности".

Эрвин Шрёдингер родился 12 августа 1887 года в Вене, "очень жизнерадостном и непринужденном городе", как сказал он в короткой речи при присуждении ему Нобелевской премии Как Рентген и Эйнштейн, он был сыном ремесленника. Отец Шрёдингера был владельцем предприятия по производству клеенки. О нем пишут, как о разносторонне образованном человеке, обладавшем ярко выраженными склонностями к естествознанию и искусству, а также немалыми познаниями в разных областях. Какое-то время он изучал химию.

Большие способности сына обнаружились сразу, как только с ним начал заниматься домашний учитель В школе Эрвин Шрёдингер также всегда был первым учеником Как и Генрих Герц, он любил все предметы без исключения: математику и физику так же, как и языки, занимавшие по количеству часов первое место в учебном заведении с гуманитарным уклоном, которое он посещал. Его очень интересовала поэзия, особенно драмы классика австрийской литературы Франца Грильпарцера. Ему претило лишь заучивание наизусть исторических фактов Склонность к естествознанию отчетливо выявилась у Шрёдингера еще в школьные годы, так что после "матуры", как в Австрии называют выпускные экзамены, выбор профессии не составил для него затруднений.

Физик-экспериментатор Франц Экснер, товарищ студенческих лет Рентгена в Цюрихе, и физик-теоретик Фридрих Газенёрль были учителями Шрёдингера в Венском университете Газенёрль как раз в это время стал преемником Людвига Больцмана. В своей первой лекции он восторженно отозвался о трудах этого гениального физика и первопроходца современной атомистики Газенёрль был блестящим преподавателем Так как Шрёдингер, по собственному признанию, с трудом усваивает книжный материал, стимулирующее воздействие лекций было для него особенно важно Газенёрлю он был обязан, говорил он в 1929 году, становлением своей личности как ученого. При получении Нобелевской премии он сказал: "Если бы Газенёрль не погиб, то он, конечно, стоял бы теперь на моем месте".

Выдающееся дарование молодого Шрёдингера сразу же поразило его университетских товарищей. Физик-теоретик Ганс Тирринг, который позднее в течение многих лет был профессором Венского университета, так писал о своей первой встрече со Шрёдингером: "Во время зимнего семестра 1907...1908 годов я, еще новичок, посещал библиотеку математического семинара. Однажды когда в комнату вошел светловолосый студент, мой сосед толкнул меня и оказал внезапно: "Это Шрёдингер". Я никогда не слышал ранее этого имени, но уважение, с каким оно было произнесено, и взгляд коллеги произвели на меня такое впечатление, что я с самой первой встречи проникся убеждением, которое с течением времени становилось все тверже: он что-то особенное. Знакомство вскоре превратилось в дружбу, в которой Шрёдингер так же, как везде и всегда, был дающей стороной".

Школьные и университетские друзья вспоминают о будущем лауреате Нобелевской премии как о страстном путешественнике и альпинисте, который больше всего любил горы. Подобно многим жителям австрийской столицы, он был усердным посетителем венского Бург-театра, пользовавшегося в то время мировой славой. Известные актеры, такие, как Адольф фон Зонненталь и Йозеф Кайнц, своим вдохновенным искусством способствовали необычайному успеху спектаклей этого театра. В рукописном наследии физика был найден специальный театральный дневник его студенческих лет. Там добросовестно описана каждая постановка, которую он видел в Бург-театре, часто записи дополняются критическими замечаниями об исполнении ролей.

В 1910 году Шрёдингер получил степень доктора философии. Через год после этого он стал ассистентом Франца Экснера в Институте экспериментальной физики. В его обязанности входило проведение большого практикума по физике. Это было для него отличной школой, о которой он всегда с благодарностью вспоминал. В своей вступительной речи в Берлинской Академии наук он подчеркнул, что Экснер оказал ему чрезвычайно большую поддержку: благодаря ему он прежде всего понял, "что значит измерять".

Первая мировая война на многие годы прервала научную работу молодого физика. Находясь на австрийском южном фронте (Шрёдингер был офицером крепостной артиллерии), он в период затишья находил время следить за специальной литературой. Так, уже в 1916 году, вскоре после первой публикации Эйнштейна по основам общей теории относительности, он познакомился с этой работой. Как и для многих его коллег, система идей нового учения о гравитации первоначально казалась ему трудной для понимания. Позднее он сам активно участвовал в дальнейшем развитии положений теории относительности и в создании единой теории поля.

После перемирия Эрвин Шрёдингер возвратился к научной деятельности, сначала в Венском физическом институте. После краткой доцентуры в Иене, где он в то время был ассистентом физика-экспериментатора Макса Вина, он преподавал, правда всего лишь один семестр, в Высшей технической школе в Штутгарте и в Бреславльском университете. Записи лекций его учителя Газенёрля служили ему основой и руководством в его преподавательской деятельности.