Эрвин (12.8.1887, Вена, - 4.1.1961, там же; похоронен в Альпбахе, Тироль), австрийский физик, один из создателей квантовой механики (См. Квантовая механика). Окончил Венский университет (1910). С 1911 работал в Физическом институте Венского университета. В 1920 профессор Высшей технической школы в Штутгарте, в 1921 - Высшей технической школы в Бреслау (Вроцлаве), в 1921-27 - Высшей технической школы в Цюрихе, с 1927 профессор Берлинского университета. В 1933-35 профессор Оксфордского университета, в 1936-38 - университета в Граце, в 1938-39 - в Генте, с 1940 профессор Королевской академии в Дублине, затем директор основанного им Института высших исследований. С 1956 профессор Венского университета. Основные труды по математической физике, теории относительности, физике атома и биофизике. К ранним работам Ш. относятся исследования по теории кристаллической решётки и создание в 1920 математической теории цвета, которая легла в основу современной колориметрии. Важнейшей заслугой Ш. является создание им волновой механики (конец 1925 - начало 1926): исходя из гипотезы Л. де Бройля о волнах материи, он показал, что стационарные состояния атомных систем могут рассматриваться как собственные колебания волнового поля, соответствующего данной системе; Ш. нашёл основное уравнение нерелятивистской квантовой механики (Шрёдингера уравнение) и дал его решение для ряда частных задач, а также общий метод его применения в теории возмущений. Установил связь волновой механики с "матричной механикой" В. Гейзенберга, М. Борна и П. Йордана и доказал их физическую тождественность. Развитый Ш. математический формализм и введённая им волновая функция ψ явились наиболее адекватным математическим аппаратом квантовой механики и её применений. Нобелевская премия (1933). Иностранный член АН СССР (1934).

Соч.: Abhandlungen zur Wellenmechanik, 2 Aufl., Lpz., 1928; в рус. пер. - Избр. труды по квантовой механике, М., 1976 (сер. "Классики науки"); Что такое жизнь. С точки зрения физика, 2 изд., М., 1972.

Л. С. Полак.

Э. Шрёдингер.

(Schrdinger, Erwin) (1887-1961), австрийский физик, создатель волновой механики, лауреат Нобелевской премии по физике 1933 (совместно с П.Дираком). Родился 12 августа 1887 в Вене. В 1910 окончил Венский университет, но его карьера физика началась лишь по окончании воинской службы в 1920. Работал в Венском и Йенском университетах, в 1920-1921 - профессор Высшей технической школы в Штутгарте и Бреслау (ныне Вроцлав), в 1921 - Высшей технической школы в Цюрихе. В 1927 после ухода в отставку М.Планка получил кафедру теоретической физики в Берлинском университете. В 1933, после прихода к власти Гитлера, оставил кафедру. В 1933-1935 - профессор Оксфордского университета, в 1936-1938 - университета в Граце, в 1940 - профессор Королевской академии в Дублине, затем директор основанного им Института высших исследований. В 1956 вернулся в Австрию и до конца жизни оставался профессором Венского университета.

Основные работы Шрёдингера относятся к области статистической физики, квантовой теории, квантовой механики, биофизики. Исходя из гипотезы Л.де Бройля о волнах материи и принципа Гамильтона, разработал теорию движения субатомных частиц - волновую механику, введя для описания состояния этих частиц волновую функцию (?-функцию). Вывел основное уравнение нерелятивистской квантовой механики (уравнение Шрёдингера) и дал его решение для частых случаев. Установил связь волновой механики с матричной механикой Гейзенберга и доказал их физическую тождественность.

Однако Шрёдингер, как и Эйнштейн, не считал квантовую теорию завершенной. Его не удовлетворяло двойственное описание субатомных объектов как волн и частиц и вероятностный характер всех предсказаний квантовой механики, и он пытался построить теорию исключительно в терминах волн. Широко известен мысленный эксперимент Шрёдингера, который он предложил, чтобы проиллюстрировать свои сомнения по поводу чисто вероятностного характера квантовомеханической теории. Допустим, что кошка сидит в герметичном ящике, где установлено некое смертоносное устройство. Кошка погибает или остается живой в зависимости от того, испускает ли в определенный момент времени капсула с радиоактивным веществом частицу, которая приводит устройство в действие. Спустя заданное время кошка на самом деле будет либо мертва, либо жива. Следовательно, квантовомеханические предсказания должны представлять собой нечто большее, чем "вероятность наблюдения" соответствующих событий.

Дальнейшие исследования Шрёдингера были посвящены теории мезонов, термодинамике, общей теории относительности. Он неоднократно пытался построить единую теорию поля. Большой интерес проявлял Шрёдингер и к биологии. В 1943 была опубликована его известная популярная книга Что такое жизнь. (What is Life?). В ней он пытался использовать физические подходы и концепции к решению проблем живого, в частности к установлению природы генов. Эта книга оказала заметное влияние на послевоенное поколение молекулярных биологов и биофизиков, среди которых были Дж.Уотсон и Ф.Крик, создатели модели ДНК - двойной спирали.

Умер Шрёдингер в Вене 4 января 1961.

основное динамическое уравнение нерелятивистской квантовой механики (См. Квантовая механика); названо в честь австрийского физика Э. Шрёдингера, который предложил его в 1926. В квантовой механике Ш. у. играет такую же фундаментальную роль, как уравнение движения Ньютона в классической механике и Максвелла уравнения в классической теории электромагнетизма. Ш. у. описывает измерение во времени состояния квантовых объектов, характеризуемого волновой функцией (См. Волновая функция). Если известна волновая функция ψ в начальный момент времени, то, решая Ш. у., можно найти ψ в любой последующий момент времени t.

Для частицы массы т, движущейся под действием силы, порождаемой потенциалом V (х, у, z, t), Ш. у. имеет вид:

, (1)

где i = , ħ = 1,05^.10^―27 эрг^. сек - Планка постоянная, - Лапласа оператор (х, у, z - координаты). Это уравнение называется временны́м Ш. у.

Если потенциал V не зависит от времени, то решения Ш. у. можно представить в виде:

ψ(х, у, z, t) = ψ (х, у, z), (2)

где Е - полная энергия квантовой системы, а ψ (x, у, z) удовлетворяет стационарному Ш. у.:

(3)

Для квантовых систем, движение которых происходит в ограниченной области пространства, решения Ш. у. существуют только для некоторых дискретных значений энергии: E₁, E₂,..., E_n,...; члены этого ряда (в общем случае бесконечного) нумеруются набором целых квантовых чисел n. Каждому значению Е_п соответствует волновая функция ψ_n (x, у, z), и знание полного набора этих функций позволяет вычислить все измеримые характеристики квантовой системы.

В важном частном случае кулоновского потенциала

(где е - элементарный электрический заряд) Ш. у. описывает атом водорода, и E_n представляют собой энергии стационарных состояний атома.

Ш. у. является математическим выражением фундаментального свойства микрочастиц - корпускулярно-волнового дуализма (См. Корпускулярно-волновой дуализм), согласно которому все существующие в природе частицы материи наделены также волновыми свойствами (эта гипотеза впервые была высказана Л. де Бройлем (См. Бройль) в 1924). Ш. у. удовлетворяет Соответствия принципу и в предельном случае, когда длины волн де Бройля (См. Волны де Бройля) значительно меньше размеров, характерных для рассматриваемого движения, содержит описание движения частиц по законам классической механики. Переход от Ш. у. к классическим траекториям подобен переходу от волновой оптики к геометрической. Аналогия между классической механикой и геометрической оптикой, которая является предельным случаем волновой, сыграла важную роль в установлении Ш. у.

С математической точки зрения Ш. у. есть волновое уравнение и по своей структуре подобно уравнению, описывающему колебания нагруженной струны. Однако, в отличие от решений уравнения колебаний струны, которые дают геометрическую форму струны в данный момент времени, решения ψ(х, у, z, t) Ш. у. прямого физического смысла не имеют. Смысл имеет квадрат волновой функции, а именно величина ρ_n (x, у, z, t) = |ψ_n (x, у, z, t)|², равная вероятности нахождения частицы (системы) в момент t в квантовом состоянии n в точке пространства с координатами х, у, z. Эта вероятностная интерпретация волновой функции - один из основных постулатов квантовой механики.

Математическая формулировка постулатов квантовой механики, основанная на Ш. у., носит название волновой механики. Она полностью эквивалентна т. н. матричной механике В. Гейзенберга, которая была сформулирована им в 1925.

Ш. у. позволяет объяснить и предсказать большое число явлений атомной физики, а также вычислить основные характеристики атомных систем, наблюдаемые на опыте, например уровни энергии атомов, изменение спектров атомов под влиянием электрического и магнитного полей и т.д. С помощью Ш. у. удалось также понять и количественно описать широкий круг явлений ядерной физики, например закономерности α-распада, γ-излучение ядер, рассеяние нейтронов на ядрах и др.

Лит.: Шрёдингер Э., Новые пути в физике. Статьи и речи, М., 1971. См. также лит. к ст. Квантовая механика.

Л. И. Пономарёв.