Ервин Шрьодингер

Шрьодингер Ервин (1887-1961), австрийски физик-теоретик, един от създателите на квантовата механика, чуждестранен член-кореспондент (1928) и чуждестранен почетен член (1934) на Академията на науките на СССР. Разработва (1926) т.нар. вълнова механика, формулира нейното основно уравнение (уравнението на Шрьодингер) и доказа своята идентичност с матричната версия на квантовата механика. Работи по кристалография, математическа физика, теория на относителността, биофизика. Нобелова награда (1933 г., заедно с П. А. М. Дирак).

Ервин Шрьодингер (1887-1961) - австрийски физик, чуждестранен член на Академията на науките на СССР (от 1934 г.), един от създателите на квантовата механика. През 1926 г. той открива основното (т.нар. вълново) уравнение на квантовата механика. Водещата физическа идея на Шрьодингер беше идеята за вълните на материята. В единната теория на полето и обобщената теория на гравитацията той се опита да докаже, че корпускулярната структура на материята, нейната прекъсваемост, произтичат от нейната вълнова структура, от непрекъснатостта. Едно от най-важните постижения на Шрьодингер е опитът (за разлика от витализма) да даде материалистическа интерпретация на феномените на живота от гледна точка на физиката. Тези идеи на Шрьодингер получиха плодотворно развитие в съвременната молекулярна биология.

Философски речник. Ед. I.T. Фролова. М., 1991, стр. 528.

Шрьодингер Ервин (12 август 1887 г., Виена - 4 януари 1961 г., пак там) - австрийски физик, един от създателите на квантовата механика.

Завършва Виенския университет (1910). От 1911 г. работи във Виенския университет.

През 1914-18 г. воюва на Южния фронт (в района на Триест). През 1920-21 г. - професор във Висшето техническо училище в Щутгарт и университета в Бреслау, професор в Цюрихския университет (1921-27) и Берлинския университет (1927-33). През 1933 г. емигрира във Великобритания, където е професор в СУ „Св.

В научните изследвания Шрьодингер се ръководи от идеята за единството на физическата картина на света, която се проявява в изграждането на вълновата механика, в рамките на която Шрьодингер се надява да преодолее двойствеността вълна-частица въз основа на вълновото описание, и в по-късни изследвания върху единна теория на полето. Шрьодингер беше не само голям теоретичен физик, но и необикновен мислител. В гръцката, китайската и индийската философия той се опита да „намери изгубените зърна на мъдростта“, които биха помогнали за преодоляване на кризата на концептуалния апарат на фундаменталните науки и разделянето на съвременното познание на много отделни дисциплини. През 1944 г. Шрьодингер публикува оригинално изследване на пресечната точка на физиката и биологията „Какво е животът от гледна точка на физиката?“ През 1948 г. изнася курс от лекции по гръцка философия в Лондонския университетски колеж, който формира основата на книгата му „Природата и гърците“ (1954 г.). Загрижен е за проблема за връзката между битието и съзнанието („Дух и материя“, 1958), науката и обществото (доклад в Пруската академия на науките „Обусловена ли е естествената наука от околната среда?“, 1932; книга „Наука“ и хуманизъм”, 1952). Шрьодингер също обсъжда проблемите на причинно-следствената връзка и законите на природата („Теория на науката и човека“, 1957; „Какъв е законът на природата?“, 1962). През 1949 г. е издадена негова стихосбирка.

Вя. П. Визгин, К. А. Томилин

Нова философска енциклопедия. В четири тома. / Институт по философия на РАН. Научно изд. съвет: V.S. Степин, А.А. Гусейнов, Г.Ю. Семигин. М., Мисъл, 2010, том IV, с. 395-396.

Шрадингер, Ервин (1887-1961), австрийски физик, създател на вълновата механика, лауреат на Нобелова награда по физика 1933 г. (заедно с П. Дирак). Роден на 12 август 1887 г. във Виена. През 1910 г. завършва Виенския университет, но кариерата му на физик започва едва след като отбива военна служба през 1920 г. Работи във Виенския и Йенския университет, през 1920-1921 г. - професор във Висшето техническо училище в Щутгарт и Бреслау (сега Вроцлав), през 1921 г. - във Висшето техническо училище в Цюрих. През 1927 г., след като М. Планк се пенсионира, той получава катедрата по теоретична физика в Берлинския университет. През 1933 г., след като Хитлер идва на власт, той напуска отдела. През 1933-1935 г. - професор в Оксфордския университет, през 1936-1938 г. - в университета в Грац, през 1940 г. - професор в Кралската академия в Дъблин, след това директор на Института за висши изследвания, който той основава. През 1956 г. се завръща в Австрия и до края на живота си остава професор във Виенския университет.

Основните трудове на Шрьодингер са свързани с областите на статистическата физика, квантовата теория, квантовата механика и биофизиката. Въз основа на хипотезата на Л. де Бройл за вълните на материята и принципа на Хамилтън, той развива теория за движението на субатомните частици - вълнова механика, като въвежда вълнова функция (Y-функция), за да опише състоянието на тези частици. Той изведе основното уравнение на нерелативистичната квантова механика (уравнението на Шрьодингер) и даде решението му за често срещани случаи. Установява връзка между вълновата механика и матричната механика Хайзенберги доказаха физическата си самоличност.

Въпреки това Шрьодингер, подобно на Айнщайн, не смята квантовата теория за завършена. Той беше недоволен от двойното описание на субатомните обекти като вълни и частици и от вероятностния характер на всички прогнози на квантовата механика и се опита да изгради теория изключително по отношение на вълните. Мисловният експеримент на Шрьодингер е широко известен, който той предлага, за да илюстрира своите съмнения относно чисто вероятностния характер на квантово-механичната теория. Да кажем, че котка седи в запечатана кутия с инсталирано някакво смъртоносно устройство. Котката умира или остава жива в зависимост от това дали в даден момент капсулата с радиоактивно вещество излъчва частица, която активира устройството. След определено време котката действително ще бъде или мъртва, или жива. Следователно квантово-механичните прогнози трябва да представляват повече от „вероятността за наблюдение“ на съответните събития.

По-нататъшните изследвания на Шрьодингер са посветени на теорията на мезоните, термодинамиката и общата теория на относителността. Той многократно се опитва да изгради единна теория на полето. Шрьодингер също проявява голям интерес към биологията. Известната му популярна книга е публикувана през 1943 г какво е животът (Какво е животът?). В него той се опита да използва физически подходи и концепции за решаване на проблемите на живите същества, по-специално за установяване на природата на гените. Тази книга оказа значително влияние върху следвоенното поколение молекулярни биолози и биофизици, сред които Дж. Уотсън и Ф. Крик, създателите на модела на двойната спирала на ДНК.

Използвани са материали от енциклопедията „Светът около нас”.

Шрьодингер Ервин

Австрийският физик Ервин Шрьодингер е роден на 12 август 1887 г. във Виена. Баща му Рудолф Шрьодингер е собственик на фабрика за мушама. Ервин получава основното си образование у дома. През 1898 г. Шрьодингер постъпва в Академичната гимназия. През 1906 г. постъпва във Виенския университет. След като защитава докторската си дисертация през 1910 г., Шрьодингер става асистент на експерименталния физик Франц Екснер във 2-рия институт по физика на Виенския университет. През 1913 г. Шрьодингер и C.W.F. Колрауш получава наградата Хайтингер на Имперската академия на науките за експериментални изследвания на радия.

През 1920 г. Шрьодингер заминава за Германия, където става доцент в Техническия университет в Щутгарт. След един семестър той напуска Щутгарт и за кратко поема професорска длъжност в Бреслау (сега Вроцлав, Полша). След това Шрьодингер се премества в Швейцария и става редовен професор там. Той се опитва да приложи вълновото описание на електроните към изграждането на последователна квантова теория, която не е свързана с неадекватния модел на атома на Бор. Той възнамеряваше да доближи квантовата теория до класическата физика, която беше натрупала много примери за математически описания на вълните. Първият опит, направен от Шрьодингер през 1925 г., завършва с неуспех. Шрьодингер прави следващия си опит през 1926 г. Тя завърши с извеждането на вълновото уравнение на Шрьодингер, което предоставя математическо описание на материята от гледна точка на вълновата функция. Шрьодингер нарича своята теория вълнова механика. Решенията на вълновото уравнение са в съгласие с експерименталните наблюдения.

Шрьодингер показа, че вълновата механика и матричната механика са математически еквивалентни. Сега известни като квантова механика, тези две теории предоставят обща рамка за описание на квантовите явления. През 1927 г. Шрьодингер, по покана на Планк, става негов приемник в катедрата по теоретична физика в Берлинския университет.

През 1933 г. Шрьодингер и Дирак получават Нобелова награда за физика. Заедно с Айнщайн и де Бройл, Шрьодингер беше сред противниците на копенхагенската интерпретация на квантовата механика, тъй като беше отблъснат от нейната липса на детерминизъм. Тълкуването от Копенхаген се основава на съотношението на несигурността на Хайзенберг, според което позицията и скоростта на една частица не могат да бъдат точно известни едновременно.

През 1933 г. ученият напуска катедрата по теоретична физика в Берлинския университет. От Германия Шрьодингер отива в Оксфорд.

През 1936 г. Шрьодингер приема предложението и става професор в университета в Грац в Австрия, но през 1938 г., след анексирането на Австрия от Германия, той е принуден да напусне този пост, бягайки в Италия. След това се премества в Ирландия, където става професор по теоретична физика в Дъблинския институт за фундаментални изследвания и остава на този пост седемнадесет години. Шрьодингер пише няколко философски изследвания в Дъблин. Размишлявайки върху проблемите на прилагането на физиката в биологията, той излага идеята за молекулярен подход към изследването на гените, очертавайки я в книгата „Какво е животът? Физически аспекти на живата клетка“ (1944 г.). Шрьодингер публикува и том със своите стихове.

През 1956 г. той приема катедрата по теоретична физика във Виенския университет. Пенсионира се през 1958 г., когато е на седемдесет и една, и умира три години по-късно, на 4 януари 1961 г. във Виена.

Шрьодингер е награден със златен медал „Матеучи“ на Италианската национална академия на науките, с медал „Макс Планк“ на Германското физическо дружество и е награден с Орден за заслуги от германското правителство. Шрьодингер е бил почетен доктор от университетите в Гент, Дъблин и Единбург и е бил член на Папската академия на науките, Кралското общество в Лондон, Берлинската академия на науките, Академията на науките на СССР, Дъблинската академия на науките и Мадридската академия на науките.

Използван материал на уебсайта http://100top.ru/encyclopedia/

Прочетете още:

Философи, любители на мъдростта (биографичен указател).

Есета:

Abhandlungen zur Wellenmechanik. Lpz., 1928;

Gedichte. Бон, 1949 г.; Пространствено-времева структура. Cambr., 1950;

Разширяваща се Вселена. Cambr., 1956;

Любима работи по квантова механика. М., 1976;

Нови пътища във физиката. М., 1971;

какво е животътМ., 1972

Какво е животът от гледна точка на физиката? М., 1947;

Статистическа термодинамика. М., 1948;

Пространствено-времевата структура на Вселената. М., 1986;

Моят мироглед - “VF”, 1994, № 8, 10.

Литература:

Скот У. Т. Ервин Шрьодингер. Amherst, 1967; Малиновски А. А. В книгата: Шрьодингер Е. Какво е животът? М., 1947;

ХофманД. Ервин Шрьодингер. 50 години квантова механика. М., 1979.

Jammer M. Еволюция на понятията на квантовата механика. М., 1985

Ервин Рудолф Йозеф Александър Шрьодингер е австрийски физик теоретик и носител на Нобелова награда за физика. Един от разработчиците на квантовата механика и вълновата теория на материята. През 1945 г. Шрьодингер написва книгата „Какво е животът от гледна точка на физиката?“, която оказва значително влияние върху развитието на биофизиката и молекулярната биология. Тази книга разглежда отблизо няколко критични проблема. Фундаменталният въпрос е: „Как физиката и химията могат да обяснят тези явления в пространството и времето, които се случват в живия организъм?“ Текстът и рисунките са възстановени от книга, издадена през 1947 г. от издателство "Чуждестранна литература".

Е. Шрьодингер. Какво е животът от гледна точка на физиката? – М.: RIMIS, 2009. – 176 с.

Изтеглете кратко резюме във формат или

ГлаваI. Подходът на класическия физик към темата

Най-съществената част от живата клетка - хромозомната нишка - може да се нарече апериодичен кристал. Във физиката досега се занимавахме само с периодични кристали. Следователно не е много изненадващо, че органичният химик вече е направил голям и важен принос за решаването на проблема за живота, докато физикът не е направил почти нищо.

Защо атомите са толкова малки? Бяха предложени много примери, за да се изясни този факт на широката публика, но никой не беше по-впечатляващ от този, даден някога от лорд Келвин: да предположим, че можете да поставите етикети върху всички молекули в чаша вода; след това ще излеете съдържанието на чашата в океана и ще разбъркате добре океана, така че да разпределите маркираните молекули равномерно във всички морета на света; Ако вземете чаша вода навсякъде, където и да е в океана, ще намерите в тази чаша около сто от вашите маркирани молекули.

Всички наши сетивни органи, съставени от безброй атоми, са твърде груби, за да възприемат ударите на един атом. Ние не можем да видим, чуем или почувстваме отделни атоми. Трябва ли да е така? Ако това не беше така, ако човешкият организъм беше толкова чувствителен, че няколко атома или дори един атом можеше да направи забележим отпечатък върху сетивата ни, какъв би бил животът!

Има само едно и единствено нещо от особен интерес за нас самите и това е, което можем да чувстваме, мислим и разбираме. По отношение на онези физиологични процеси, които са отговорни за нашите мисли и чувства, всички други процеси в тялото играят поддържаща роля, поне от човешка гледна точка.

Всички атоми преминават през напълно произволни топлинни движения през цялото време. Само в комбинацията от огромен брой атоми започват да действат статистическите закони и да контролират поведението на тези асоциации с точност, която нараства с броя на атомите, участващи в процеса. Именно по този начин събитията придобиват истински естествени черти. Точността на физичните закони се основава на големия брой включени атоми.

Степента на неточност, която трябва да се очаква във всеки физически закон, е . Ако даден газ при определено налягане и температура има определена плътност, тогава мога да кажа, че вътре има някакъв обем пгазови молекули. Ако в даден момент можете да проверите твърдението ми, ще го намерите неточно и отклонението ще бъде от порядъка на . Следователно, ако п= 100, ще откриете, че отклонението е приблизително 10. Така че относителната грешка тук е 10%. Но ако n = 1 милион, вероятно ще откриете, че отклонението е около 1000 и следователно относителната грешка се равнява на 0,1%.

Организмът трябва да има относително масивна структура, за да се радва на просперитета на доста точни закони както във вътрешния си живот, така и във взаимодействието си с външния свят. В противен случай броят на включените частици би бил твърде малък и „законът“ твърде неточен.

ГлаваII. Механизъм на наследственост

По-горе стигнахме до извода, че организмите с всички биологични процеси, протичащи в тях, трябва да имат много „многоатомна“ структура и за тях е необходимо случайните „моноатомни“ явления да не играят твърде голяма роля в тях. Сега знаем, че това мнение не винаги е правилно.

Позволете ми да използвам думата „модел“ на организъм, за да означава не само структурата и функционирането на организма в зряла възраст или на всеки друг специфичен етап, но и организма в неговото онтогенетично развитие, от оплодената яйцеклетка до етапа на зрялост, когато започва да се размножава. Сега е известно, че целият този холистичен план в четири измерения (пространство + време) се определя от структурата само на една клетка, а именно оплодената яйцеклетка. Нещо повече, неговото ядро, или по-точно двойка хромозоми: един комплект идва от майката (яйцеклетката) и един от бащата (оплождащата сперма). Всеки пълен набор от хромозоми съдържа целия код, съхраняван в оплодената яйцеклетка, която представлява най-ранния стадий на бъдещия индивид.

Но терминът код за криптиране, разбира се, е твърде тесен. Хромозомните структури служат в същото време като инструменти, които извършват развитието, което те предсказват. Те са и кодексът на законите, и изпълнителната власт, или, за друго сравнение, те са и планът на архитекта, и силите на строителя едновременно.

Как се държат хромозомите по време на онтогенезата? Растежът на организма се осъществява чрез последователни клетъчни деления. Това клетъчно делене се нарича митоза. Средно 50 или 60 последователни деления са достатъчни, за да произведат броя на клетките, налични при възрастен.

Как се държат хромозомите при митоза? Те са дублирани, двата комплекта са дублирани, двете копия на шифъра са дублирани. Всяка, дори най-малко важната отделна клетка задължително има пълно (двойно) копие на кода за криптиране. Има едно изключение от това правило - редукционно делене или мейоза (фиг. 1; авторът е опростил малко описанието, за да го направи по-достъпно).

Един набор от хромозоми идва от бащата, един от майката. Нито случайността, нито съдбата могат да предотвратят това. Но когато проследите произхода на вашата наследственост обратно към вашите баба и дядо, въпросът се оказва различен. Например набор от хромозоми, който ми дойде от баща ми, по-специално хромозома № 5. Това ще бъде точно копие или на номер 5, който баща ми получи от баща си, или на номер 5, който той получи от майка си. Изходът на делото беше решен (с шанс 50:50). Абсолютно същата история може да се повтори по отношение на хромозоми № 1, 2, 3... 24 от бащиния ми набор и по отношение на всяка от майчините ми хромозоми.

Но ролята на случайността в смесването на наследствеността на дядо и баба в потомците е дори по-голяма, отколкото може да изглежда от предишното описание, в което мълчаливо се предполага или дори директно се посочва, че определени хромозоми идват като цяло или от бабата, или от дядото; с други думи, че единичните хромозоми са пристигнали неразделени. В действителност това не е или не винаги е така. Преди да се разделят в редукционно разделение, да речем, това, което се е случило в бащиното тяло, всеки две „хомоложни“ хромозоми влизат в близък контакт една с друга и понякога обменят значителни части от себе си една с друга (фиг. 2). Феноменът на кросинговъра, тъй като не е твърде рядък, но не и твърде често, ни предоставя най-ценната информация за местоположението на свойствата в хромозомите.

ориз. 2. Преминаване. Вляво - две хомоложни хромозоми в контакт; вдясно - след размяна и делба.

Максимален размер на ген.Ген - материален носител на определена наследствена характеристика - е равен на куб със страна 300 . 300 е само около 100 или 150 атомни разстояния, така че генът съдържа не повече от милион или няколко милиона атома. Според статистическата физика, такъв брой е твърде малък (от гледна точка), за да определи подредено и редовно поведение.

ГлаваIII. Мутации

Сега определено знаем, че Дарвин е грешал, когато е вярвал, че материалът, върху който работи естественият подбор, са малките, непрекъснати, случайни промени, които със сигурност ще се появят дори в най-хомогенната популация. Защото е доказано, че тези изменения не са наследствени. Ако вземете реколта от чист ечемик и измерите дължината на осилието на всеки клас и след това начертаете резултата от вашата статистика, ще получите крива с форма на камбана (Фигура 3). На тази фигура броят на ушите с определена дължина на осила е нанесен спрямо съответната дължина на осила. С други думи, известната средна дължина на шиповете преобладава и отклоненията в двете посоки се появяват с определени честоти. Сега изберете група класове, означени в черно, с оси, забележимо по-дълги от средните, но група, достатъчно голяма, че когато се засее на полето, ще даде нова реколта. В статистически експеримент като този Дарвин би очаквал кривата да се измести надясно за нова реколта. С други думи, той би очаквал селекцията да доведе до увеличаване на средния размер на остилата. Реално обаче това няма да се случи.

ориз. 3. Статистика на дължината на осилието при чист клас ечемик. Черната група трябва да бъде избрана за засяване

Селекцията е неуспешна, защото малките непрекъснати разлики не се наследяват. Те очевидно не се определят от структурата на наследственото вещество, те са случайни. Холандецът Уго де Врис откри, че в потомството дори на напълно чистокръвни линии се появява много малък брой индивиди - да речем, два или три на десетки хиляди - с малки, но „скокообразни“ промени. Изразът „спазматичен“ тук не означава, че промените са много значителни, а само факта на прекъсване, тъй като няма междинни форми между непроменените индивиди и малкото променени. De-Vries го нарече мутация. Съществената особеност тук е именно прекъснатостта. Във физиката прилича на квантовата теория - там също няма междинни стъпала между две съседни енергийни нива.

Мутациите се наследяват, както и оригиналните непроменени характеристики. Мутацията определено е промяна в наследствения багаж и трябва да се дължи на някаква промяна в наследствената субстанция. Поради способността си наистина да се предават на потомците, мутациите също служат като подходящ материал за естествения подбор, който може да работи върху тях и да произведе видове, както е описано от Дарвин, елиминирайки неадаптираните и запазвайки най-приспособените.

Специфична мутация се причинява от промяна в определена област на една от хромозомите. Знаем със сигурност, че тази промяна се случва само в една хромозома и не се случва едновременно в съответния „локус“ ​​на хомоложната хромозома (фиг. 4). При мутантен индивид двете „копия на кода за криптиране“ вече не са еднакви; те представляват две различни "интерпретации" или две "версии".

ориз. 4. Хетерозиготен мутант. Кръстът маркира мутирал ген

Версията, следвана от индивида, се нарича доминираща, противоположната се нарича рецесивна; с други думи, мутацията се нарича доминантна или рецесивна в зависимост от това дали показва ефекта си веднага или не. Рецесивните мутации са дори по-чести от доминантните мутации и могат да бъдат доста важни, въпреки че не се откриват веднага. За да се променят свойствата на даден организъм, те трябва да присъстват и на двете хромозоми (фиг. 5).

ориз. 5. Хомозиготен мутант, получен в една четвърт от потомството чрез самооплождане на хетерозиготни мутанти (виж фиг. 4) или чрез кръстосването им един с друг

Версията на кода за криптиране - била тя оригинална или мутантна - обикновено се обозначава с термина алел. Когато версиите са различни, както е показано на фиг. 4 се казва, че индивидът е хетерозиготен за този локус. Когато те са еднакви, както например при немутирани индивиди или в случая, показан на фиг. 5, те се наричат ​​хомозиготни. По този начин, рецесивните алели засягат черти само в хомозиготно състояние, докато доминантните алели произвеждат една и съща черта както в хомозиготно, така и в хетерозиготно състояние.

Индивидите могат да бъдат напълно сходни на външен вид и въпреки това да се различават наследствено. Генетикът казва, че индивидите имат еднакъв фенотип, но различни генотипове. Следователно съдържанието на предишните параграфи може да бъде обобщено с кратки, но силно технически термини: рецесивен алел засяга фенотипа само когато генотипът е хомозиготен.

Процентът на мутациите в потомството - така нареченият процент на мутации - може да се увеличи многократно от естествения процент на мутация, ако родителите са осветени X-лъчи или γ - лъчи. Причинените по този начин мутации не се различават по нищо (с изключение на по-високата си честота) от тези, които възникват спонтанно.

ГлаваIV. Данни от квантовата механика

В светлината на съвременното познание механизмът на наследствеността е тясно свързан с основата на квантовата теория. Най-голямото откритие на квантовата теория бяха нейните дискретни характеристики. Първият подобен случай се отнася до енергетиката. Голямото тяло непрекъснато променя енергията си. Например, махало, което започва да се люлее, постепенно се забавя поради съпротивлението на въздуха. Въпреки че това е доста странно, трябва да приемем, че система с размер на атомен ред се държи по различен начин. Една малка система, по самата си същност, може да бъде в състояния, които се различават само в дискретни количества енергия, наречени нейни специфични енергийни нива. Преходът от едно състояние в друго е донякъде мистериозен феномен, обикновено наричан „квантов скок“.

Сред периодичните серии от състояния на система от атоми не е необходимо, но все пак е възможно да съществува най-ниското ниво, предполагащо близкото приближаване на ядрата едно към друго. Атомите в това състояние образуват молекула. Молекулата ще има известна стабилност; нейната конфигурация не може да се промени, поне докато не бъде снабдена отвън с енергийната разлика, необходима за „повдигане“ на молекулата до най-близкото, по-високо ниво. Така тази разлика в нивата, която е напълно определена величина, количествено характеризира степента на стабилност на молекулата.

При всяка температура (над абсолютната нула) има известна, по-голяма или по-малка, вероятност за издигане до ново ниво и тази вероятност, разбира се, се увеличава с повишаване на температурата. Най-добрият начин да изразите тази вероятност е да посочите средното време, което трябва да се изчака, докато настъпи покачване, тоест да посочите „времето на изчакване“. Времето на изчакване зависи от съотношението на две енергии: енергийната разлика, необходима за покачването (W), и интензитета на топлинното движение при дадена температура (означаваме с T абсолютната температура и с kT тази характеристика; k е константата на Болцман 3/2kT представлява средната кинетична енергия на газов атом при температура T).

Изненадващо е колко зависи времето за изчакване от относително малки промени в съотношението W:kT. Например, за W, което е 30 пъти по-голямо от kT, времето на изчакване ще бъде само 1/10 от секундата, но то нараства до 16 месеца, когато W е 50 пъти по-голямо от kT, и до 30 000 години, когато W е 60 пъти по-голямо kT.

Причината за чувствителността е, че времето на изчакване, нека го наречем t, зависи от съотношението W:kT като степенна функция, т.е.

τ - някаква малка константа от порядъка на 10–13 или 10–14 секунди. Този фактор има физическо значение. Стойността му съответства на порядъка на периода на колебания, които се случват в системата през цялото време. Най-общо казано, можете да кажете: този фактор означава, че вероятността за натрупване на необходимата стойност W, макар и много малка, се повтаря отново и отново „при всяка вибрация“, т.е. около 10 13 или 10 14 пъти през всяка секунда.

Функцията за мощност не е случайна характеристика. Повтаря се отново и отново в статистическата теория на топлината, образувайки, така да се каже, нейния гръбнак. Това е мярка за невероятността количество енергия, равно на W, да може да се натрупа случайно в някаква конкретна част от системата и именно тази невероятност нараства толкова много, когато се изисква средната енергия kT да бъде многократно по-голяма от средна енергия за преодоляване на прага W.

Предлагайки тези съображения като теория за молекулярната стабилност, ние мълчаливо приехме, че квантовият скок, който наричаме "изкачване", води, ако не до пълно разпадане, то поне до значително различна конфигурация на същите атоми - до изомерна молекула , както беше казано, би бил химик, тоест към молекула, състояща се от същите атоми, но в различна подредба (в приложение към биологията това може да представлява нов „алел“ на същия „место“ и квантов скок би съответствало на мутация).

Химикът знае, че една и съща група атоми може да се комбинира по повече от един начин, за да образува молекули. Такива молекули се наричат ​​изомерни, т.е. състоящи се от едни и същи части (фиг. 6).

Забележителният факт е, че и двете молекули са много стабилни - и двете се държат така, сякаш са "най-ниското ниво". Няма спонтанни преходи от едно състояние в друго. Когато се прилага към биологията, ние ще се интересуваме само от преходи от този „изомерен“ тип, когато енергията, необходима за прехода (количеството, обозначено с W), всъщност не е разлика в нивата, а стъпка от първоначалното ниво до праг (вижте стрелките на фиг. 7). Преходите без праг между началното и крайното състояние изобщо не представляват интерес и то не само по отношение на биологията. Те наистина не променят нищо относно химическата стабилност на молекулите. защо Те нямат дълготраен ефект и остават незабелязани. Защото когато се появят, те са почти веднага последвани от връщане към първоначалното състояние, тъй като нищо не пречи на такова връщане.

ориз. 7. Енергиен праг 3 между изомерни нива 1 и 2. Стрелките показват минималната енергия, необходима за прехода.

ГлаваV. Обсъждане и проверка на модела на Делбрюк

Ще приемем, че по своята структура генът е гигантска молекула, която е способна само на периодични промени, сведени до пренареждане на атоми, за да образуват изомерна молекула (за удобство продължавам да наричам това изомерен преход, въпреки че би било абсурдно да се изключи възможността за всякакъв обмен с околната среда). Енергийните прагове, отделящи дадена конфигурация от всякакви възможни изомерни, трябва да бъдат достатъчно високи (спрямо средната топлинна енергия на атом), за да направят преходите редки събития. Ние ще идентифицираме тези редки събития със спонтанни мутации.

Често се пита как такава малка частица материя - ядрото на оплодената яйцеклетка - може да съдържа сложен криптиращ код, който включва цялото бъдещо развитие на организма? Една добре подредена асоциация от атоми, надарена с достатъчна стабилност, за да поддържа своята подреденост за дълго време, изглежда е единствената възможна материална структура, в която разнообразието от възможни („изомерни“) комбинации е достатъчно голямо, за да съдържа сложна система от „определения“ в рамките на минимално пространство.

ГлаваVI. Ред, безпорядък и ентропия

От общата картина на наследствената материя, начертана в модела на Делбрюк, следва, че живата материя, въпреки че не избягва действието на установените до момента „закони на физиката“, очевидно съдържа в себе си неизвестни досега „други закони на физиката“. Нека се опитаме да разберем това. В първата глава беше обяснено, че законите на физиката, каквито ги познаваме, са статистически закони. Те се отнасят до естествената тенденция нещата да се разстройват.

Но за да съчетаем високата стабилност на носителите на наследствеността с техния малък размер и да заобиколим тенденцията към разстройство, трябваше да „изобретим молекулата“, необичайно голяма молекула, която трябва да бъде шедьовър на силно диференцирания ред, защитен от вълшебната пръчка на квантовата теория. Законите на случайността не се обезценяват от това „изобретение“, но тяхното проявление се променя. Животът представлява подреденото и редовно поведение на материята, основано не само на тенденцията за преминаване от ред към безредие, но отчасти и на съществуването на ред, който се поддържа през цялото време.

Каква е характерната черта на живота? Когато говорим за част от материята, тя жива ли е? Когато продължава да "прави нещо", да се движи, да обменя вещества с околната среда и т.н. - и всичко това за по-дълго време, отколкото бихме очаквали неодушевено парче материя да прави при подобни условия. Ако една нежива система е изолирана или поставена в хомогенни условия, всяко движение обикновено много скоро престава в резултат на различни видове триене; разликите в електрическите или химичните потенциали се изравняват, веществата, които са склонни да образуват химични съединения, ги образуват, температурата става равномерна поради топлопроводимостта. След това системата като цяло избледнява, превръщайки се в мъртва инертна маса от материя. Достига се непроменливо състояние, в което не се случват забележими събития. Физикът нарича това състояние на термодинамично равновесие или „максимална ентропия“.

Именно защото тялото избягва строгия преход към инертното състояние на „равновесие“, изглежда толкова мистериозно: толкова мистериозно, че от древни времена човешката мисъл е предполагала, че някаква специална, нефизическа, свръхестествена сила работи в тяло.

Как един жив организъм избягва прехода към равновесие? Отговорът е прост: чрез хранене, пиене, дишане и (в случай на растения) асимилация. Това се изразява със специален термин – метаболизъм (от гръцки – изменение или обмяна). Размяна на какво? Първоначално без съмнение се е имало предвид метаболизма. Но изглежда абсурдно, че именно метаболизмът е от съществено значение. Всеки атом на азот, кислород, сяра и др. толкова добър, колкото всеки друг от същия вид. Какво може да се постигне с тяхната размяна? Какво тогава е онова скъпоценно нещо, съдържащо се в нашата храна, което ни предпазва от смърт?

Всеки процес, явление, събитие, всичко, което се случва в природата означава повишаване на ентропията в тази част на света, където се случва. По същия начин живият организъм непрекъснато увеличава своята ентропия - или, с други думи, произвежда положителна ентропия и по този начин се доближава до опасното състояние на максимална ентропия, което е смъртта. Той може да избегне това състояние, тоест да остане жив, само чрез постоянно извличане на отрицателна ентропия от околната среда. Отрицателната ентропия е това, с което тялото се храни. Или, казано по-малко парадоксално, основното в метаболизма е, че организмът успява да се освободи от цялата ентропия, която е принуден да произвежда, докато е жив.

Какво е ентропия? Това не е неясна концепция или идея, а измерима физическа величина. При абсолютна нулева температура (около –273°C) ентропията на всяко вещество е нула. Ако промените дадено вещество в друго състояние, тогава ентропията се увеличава с количество, изчислено чрез разделяне на всяка малка част от топлината, изразходвана по време на тази процедура, на абсолютната температура, при която тази топлина е била изразходвана. Например, когато разтопите твърдо вещество, ентропията се увеличава с топлината на топене, разделена на температурата при точката на топене. Можете да видите от това, че единицата, с която се измерва ентропията, е кал/°C. Много по-важна за нас е връзката на ентропията със статистическата концепция за ред и безпорядък, връзка, открита от изследванията на Болцман и Гибс в статистическата физика. То също е точна количествена връзка и се изразява

ентропия =кдневникг

Къде к- константа на Болцман и г- количествена мярка за атомно разстройство в разглежданото тяло.

Ако D е мярка за безпорядък, тогава реципрочната стойност 1/D може да се разглежда като мярка за ред. Тъй като логаритъма на 1/D е същият като отрицателния логаритъм на D, можем да напишем уравнението на Болцман по следния начин:

– (ентропия) =кдневник(1/D)

Сега неудобният израз „отрицателна ентропия“ може да бъде заменен с по-добър: ентропията, взета с отрицателен знак, сама по себе си е мярка за ред. Средството, чрез което един организъм се поддържа постоянно на достатъчно високо ниво на ред (= достатъчно ниско ниво на ентропия), всъщност е непрекъснато да извлича ред от околната среда (за растенията техният собствен мощен източник на „отрицателна ентропия“ е, разбира се, слънчева светлина).

ГлаваVIII. Животът основан ли е на законите на физиката?

Всичко, което знаем за структурата на живата материя, ни кара да очакваме, че дейността на живата материя не може да бъде сведена до обичайните закони на физиката. И не защото има някаква „нова сила“ или нещо друго, което контролира поведението на отделните атоми в живия организъм, а защото неговата структура е различна от всичко, което сме изучавали досега.

Физиката се управлява от статистически закони. В биологията срещаме съвсем различна ситуация. Една единствена група атоми, съществуваща само в един екземпляр, произвежда закономерни явления, чудодейно настроени едно спрямо друго и спрямо външната среда, според изключително фини закони.

Тук се натъкваме на явления, чието закономерно и естествено развитие се определя от „механизъм“, който е напълно различен от „механизма на вероятността“ на физиката. Във всяка клетка водещият принцип се съдържа в една атомна асоциация, съществуваща само в едно копие, и насочва събитията, които служат като модел на ред. Това не се наблюдава никъде, освен в живата материя. Физикът и химикът, изучавайки неживата материя, никога не са се сблъсквали с явления, които трябва да тълкуват по този начин. Такъв случай все още не е възникнал и следователно теорията не го покрива - нашата красива статистическа теория.

Подредеността, наблюдавана в разгръщането на жизнения процес, възниква от друг източник. Оказва се, че има два различни „механизма“, които могат да произведат подредени явления: „статистически механизъм“, който създава „ред от безпорядък“, и нов механизъм, който произвежда „ред извън ред“.

За да обясним това, трябва да отидем малко по-далеч и да въведем пояснение, да не кажем подобрение, в нашето предишно твърдение, че всички физични закони се основават на статистика. Това твърдение, повтаряно отново и отново, не можеше да не доведе до противоречия. Защото наистина има явления, чиито отличителни черти ясно се основават на принципа "ред от ред" и изглежда нямат нищо общо със статистиката или молекулярния разстройство.

Кога една физическа система проявява „динамичен закон“ или „характеристики на часовников механизъм“? Квантовата теория дава кратък отговор на този въпрос, а именно при абсолютна нула температура. Когато температурата се приближи до нулата, молекулярното разстройство престава да влияе върху физическите явления. Това е известната „топлинна теорема“ на Валтер Нернст, на която понякога и не без основание се дава гръмкото име „Трети закон на термодинамиката“ (първият е принципът за запазване на енергията, вторият е принципът на ентропия). Не трябва да мислите, че винаги трябва да е много ниска температура. Дори при стайна температура ентропията играе изненадващо малка роля в много химични реакции.

За часовниците с махало стайната температура е практически еквивалентна на нула. Това е и причината да работят "динамично". Часовниците могат да функционират „динамично“, защото са изработени от твърди вещества, за да се избегнат разрушителните ефекти от термичното движение при нормални температури.

Мисля, че са необходими няколко думи, за да се формулират приликите между часовников механизъм и организъм. То просто и изключително се свежда до факта, че последното също е изградено около твърдо тяло - апериодичен кристал, образуващ наследствена субстанция, която не е основно обект на въздействието на произволно топлинно движение.

Епилог. За детерминизма и свободната воля

От изложеното по-горе става ясно, че пространствено-времевите процеси, протичащи в тялото на живо същество, които съответстват на неговото мислене, самосъзнание или друга дейност, са ако не напълно строго определени, то поне статистически. определен. Това неприятно усещане възниква, защото е прието да се мисли, че подобна концепция е в конфликт със свободната воля, чието съществуване се потвърждава от директна интроспекция. Затова нека да видим дали не можем да получим правилно и последователно заключение въз основа на следните две предпоставки:

1. Тялото ми функционира като чист механизъм, подчиняващ се на универсалните закони на природата.
2. Но от неоспорим пряк опит знам, че контролирам действията на тялото си и предвиждам резултатите от тези действия. Тези резултати могат да бъдат от голямо значение за определяне на моята съдба, в който случай аз се чувствам и съзнателно поемам пълна отговорност за действията си.

Авторът тук се изразява неточно, когато говори за местоположението на „свойствата“ или „характерите“ в хромозомата. Както самият той посочва по-нататък, хромозомата не съдържа самите свойства, а само определени материални структури (гени), разликите в които водят до модификации на определени свойства на целия организъм като цяло. Това трябва постоянно да се има предвид, защото Шрьодингер винаги използва краткия израз „свойства“. - Забележка платно

Не разбрах съвсем този пасаж от Шрьодингер. Отбелязвам, че в послеслова, написан от преводача през 1947 г., философията на Шрьодингер е критикувана от гледна точка на марксизма-ленинизма... :) Забележка Багузина

Шрьодингер Ервин, биографиякойто ще бъде обсъден в статията, е роден през 1887 г., на 12 август във Виена. Умира там, през 1961 г., на 4 януари. Ервин Шрьодингер - физик, носител на Нобелова награда. Бил е и член на няколко академии на науките.

Обща информация

Шрьодингер Ервин, снимкакойто е представен по-горе, формулира зависещи от времето и стационарни вълнови уравнения. Те предложиха оригинална интерпретация на същността на вълновата функция. Ученият също показа идентичността на матричната механика и формализма, разработи теория на смущенията и изведе решения за редица проблеми. Създал е много научни трудове. Ервин Шрьодингер – създател на квантовата механика. Той работи върху общата теория на относителността и прави редица опити за изграждане на единна концепция за полето.

Произход

Бащата на учения беше Рудолф Шрьодингер. Ервинбеше единственото дете в семейството. Бащата беше успешен предприемач. Той притежаваше фабрика за производство на линолеум и мушама. Майката на учения беше дъщеря на Александър Бауер, химик. Ервин посещава неговите лекции, докато учи във Виенското техническо училище. Семейната среда и отличното образование на родителите допринесоха за развитието на разнообразните интереси на детето. Ервин се обучава у дома до 11-годишна възраст. През 1898 г. е приет в Академичната гимназия. В него се изучават предимно хуманитарни науки. Най-добрият ученик във всеки клас винаги е бил Шрьодингер. Ервинобичаше да учи, четеше много, изучаваше чужди езици. Освен това той харесваше театъра.

образование

След като издържа изпитите си, Ервин Шрьодингер е записан във Виенския университет. Това се случи през 1906 г. В университета той избира курсове по физика и математика. Ф. Екснър имаше специално влияние върху формирането на интересите на младия човек. Чете лекции по физика и отдава голямо значение на философските и методологически въпроси на науката. След срещата си с Ф. Хазенерл, Ервин проявява интерес към теоретичните аспекти на физиката. Именно от него бъдещият учен научи за належащите проблеми и трудностите, които възникват при опитите за тяхното решаване. Докато учи в университета, Ервин перфектно усвоява всички математически методи във физиката. Дисертационната работа на младия учен обаче е експериментална. Работата беше посветена на изследването на ефекта на влажността върху електрическите характеристики на някои изолационни материали (кехлибар, ебонит, стъкло). След полагането на изпитите и защитата на Шрьодингер Ервин получава докторска степен.

Начало на кариера

През октомври 1911 г. Шрьодингер Ервин се завръща във Втория институт по физика на Виенския университет. Тук той става помощник на Екснер. Ервин преподава семинари по физика и участва в изследвания. През 1913 г. той кандидатства за титлата частен доцент. На следващата година Ервин го получи. Тогава иска да започне активно преподавателска дейност, но Първата световна война прекъсва плановете му. Младият учен е призован в армията. Ервин служи в сравнително спокойни сектори на фронта. През 1917 г. е назначен за учител по метеорология във Винер Нойщат. Служебният му режим му позволява да чете литература и да работи върху научни проблеми.

Преместване

През 1918 г. Шрьодингер се завръща във Виена. Приблизително по същото време той получава предложение да заеме поста на извънреден професор в университета в Черновци. Но Австро-Унгарската империя се разпада и градът попада в друга държава. Австрия беше в тежка икономическа криза, семейство Шрьодингер фалира. Младият учен беше принуден да търси нова работа. През есента на 1919 г. той получава предложение от Макс Виен. Ръководи Института по физика към университета в Йена. Виена кани Шрьодингер да стане негов асистент и доцент на катедрата. През 1920 г., през април, последният пристига в Йена. Там обаче остава само 4 месеца. След това Шрьодингер отива в Щутгарт, във Висшето техническо училище. Тук той става извънреден професор. Той обаче не работи дълго тук. Започва да получава предложения от други университети. В резултат на това Шрьодингер Ервин избира института в Бреслау. Тук той изнася своите лекции през летния семестър. След завършването му Шрьодингер отново сменя работата си.

Цюрих

Шрьодингер се премества в този град през 1921 г., като става ръководител на престижен отдел в местния университет. В Цюрих финансовото му положение беше по-стабилно. Освен това имаше много възможности за отдих (Ървин обичаше ски и алпинизъм), срещи с водещи учени и творчески дейности. Времето му в Цюрих обаче е помрачено от болест. Шрьодингер е диагностициран с туберкулоза. Заради това той прекарва 9 месеца в швейцарските Алпи. Що се отнася до творческата дейност, годините, прекарани в Цюрих, са най-плодотворни.

Берлин

Работата, която беше извършена Ервин Шрьодингер, книги, издадена от него в Цюрих, му носи известност в научните среди. Скоро той става един от водещите кандидати за професор в Берлинския университет. През 1927 г., на 1 октомври, ученият приема предложението и започва работа. В Берлин се среща с най-големите научни фигури: Айнщайн, Планк, Макс фон Лауе. Те споделят неговия консервативен възглед за квантовата механика и отхвърлят нейната копенхагенска интерпретация. В университета ученият изнася лекции, провежда семинари и участва в организационни събития. Но като цяло той се държеше за себе си.

Оксфорд

Шрьодингер описва времето си в Берлин като „най-добрите години на обучение и преподаване“. Прекрасният период обаче приключи с пристигането на Хитлер. Тъй като вече не е млад, Ервин не иска да живее и работи в новия режим. Той решава да промени нещата отново. Въпреки негативното си отношение към нацизма, Шрьодингер не изразява открито мнението си. Освен това той не искаше да се намесва в процесите, опитвайки се да се дистанцира от политиката. Но поддържането на такава позиция беше изключително трудно по онова време. Обяснявайки причините за напускането си, ученият каза, че не търпи да го тормозят с политика. През 1933 г. Шрьодингер получава покана за Оксфорд. Скоро той беше информиран, че е удостоен с Нобелова награда.

Самочувствие

Особен интерес представляват мемоарите, написани от Шрьодингер Ервин. Цитатиот тях съвсем ясно го характеризират като личност. Например, той оценява мисленето си. В творбите си, както и в живота като цяло, той не следва някаква конкретна обща линия, проектирана за дълъг период от време. Шрьодингер каза: „Интересът към нещо винаги е зависел от интереса, който другите проявяват към въпроса. В редки случаи аз говоря първи, но често казвам втората дума.

Завръщане в родината

След края на войната Шрьодингер често получава покани да дойде в Германия или Австрия, но ги отказва. Той дава съгласието си да се върне едва след подписването на Австрийския договор. В началото на 1956 г. президентът на републиката одобри указ, който предоставя на учения лична длъжност като професор във Виенския университет. Още през април същата година Шрьодингер започва работа в родината си. След 2 години обаче е принуден да напусне поста си поради заболяване. Последните си години ученият прекарва в село Алпбах.

Шрьодингер Ервин: открития

Работата на Луи де Бройл оказа голямо влияние върху дейността на учения. Той съдържаше идеята за вълновите характеристики на материята. Освен това ученият изучава статията на Айнщайн за квантовата теория на газа. Успехът на дейностите в тази посока беше осигурен от владеенето на математическия апарат. Шрьодингер се опита да обобщи вълните на Бройл в случай на взаимодействащи частици, като вземе предвид релативистичните ефекти. След известно време той предложи енергийни нива, представяйки ги като собствени стойности на някакъв оператор. Но тестването на най-простия водороден атом даде разочароващи резултати. Ученият напусна тази работа за известно време. Впоследствие, връщайки се към него, той установява, че подходът дава задоволителни резултати в нерелативистичното приближение.

През 1926 г. Шрьодингер формулира вълновото уравнение, прилагайки го за намиране на дискретни енергийни нива на водородния атом. Впоследствие, обобщавайки формулата, той стигна до извода, че скоростта на една частица е идентична с груповия интензитет на вълновия пакет. Освен това ученият, използвайки своя подход, реши проблема с хармоничния осцилатор. В работата си Шрьодингер за първи път започва да използва понятието „вълнова механика“. Обобщавайки метода, създаден от лорд Рейли, в концепцията за акустичните вибрации, той формулира метод за получаване на приблизителни решения за сложни проблеми. Този метод беше използван за описание на ефекта на Старк за водородния атом. Впоследствие ученият създава формула, по-късно наречена нестационарна. Уравнението беше използвано за разработване на теорията на зависимите от времето смущения.

Произведението на Ервин Шрьодингер "Какво е животът?"

Постиженията на учения направиха възможно поставянето на теоретичните основи на химията. Развитието на тази наука от своя страна оказва голямо влияние върху развитието на молекулярната биология. Трудът има пряк принос в този процес Ервин Шрьодингер "Какво е животът"". Основава се на лекции, изнесени в Тринити Колидж в Дъблин през 1943 г. Работата е създадена под влияние на статия на Делбрюк, Цимер и Тимофеев-Ресовски през 1935 г. Публикацията е посветена на изследването на генетичните мутации, възникващи при влиянието на гама и рентгеновото лъчение, авторите използваха теорията на мишените, въпреки че по това време природата на наследствеността не беше проучена, използването на атомната физика при разглеждането на проблема с мутагенезата. Възможно е да се определят някои закономерности. В последните две части Шрьодингер излага своите мисли за природата на живота по-специално, авторът въвежда концепцията за отрицателна ентропия. Тя позволява на организмите да компенсират увеличението на ентропията, което води до термодинамично равновесие и смърт.

Мислен експеримент

По време на научната си кариера Шрьодингер в едно от своите изследвания иска да демонстрира непълнотата на теорията на квантовата механика в конкретна ситуация. По-специално е изследван преходът от субатомни структури към макроскопични. Какво предложи той? Ервин Шрьодингер? коткапоставени в затворена стоманена камера заедно с адската машина. Последният е брояч на Гайгер, съдържащ радиоактивно вещество вътре. Но той е толкова малък, че само 1 атом може да се разпадне за час. Със същата вероятност обаче това може да не се случи. Това, на което Ервин Шрьодингер специално подчерта, е, че котката не трябва да има пряк достъп до колата. Ако настъпи разпадане, тръбата за четене ще се разреди и релето ще работи, което спуска чука, счупвайки колбата с циановодородна киселина. След това се предлага системата да се остави на нейните собствени устройства за един час. В резултат на това, заключава Ервин Шрьодингер, черната кутия трансформира несигурността, първоначално ограничена до атомния свят, в макроскопична. Може да се елиминира чрез директно наблюдение. Това обстоятелство затруднява възприемането на „модела на замъгляване“ като отразяващ реалността. Като оставим системата на собствените си устройства за един час, можем да заключим, че котката ще остане жива след изтичане на времето, ако не настъпи гниене. При първото разделяне животното ще умре. Според квантовата механика, ако няма наблюдение на ядрото, то ще бъде описано чрез суперпозиция. То от своя страна представлява разложени и неразпаднали се състояния. Съответно котката, която седи в клетката, е едновременно жива и мъртва. Ако го отворите, наблюдателят ще види само едно състояние. Въпросът е: кога системата престава да съществува и избира една позиция? Експериментът има за цел да покаже непълнотата на квантовата механика без определени правила. Те показват условията, при които настъпва срутването. Ясно е, че котката трябва да е или мъртва, или жива, тъй като в действителност няма състояние на объркване. Подобно правило важи и за ядрото. Той задължително ще бъде разпаднат или непокътнат.

Учението за цвета

Той получи специално внимание в лабораторията на Екснер. Шрьодингер изучава теоретичния аспект на въпроса. Резултатите от работата му са представени в статия, публикувана през 1920 г. Като основа ученият използва не плосък триъгълник от цветове, а триизмерно пространство с три основни вектора. Чистите спектрални нюанси са разположени на повърхността на определена фигура (конус). Обемът е изпълнен със смесени цветове (бяло, например). Всяка сянка има свой собствен радиус вектор. След това се определят редица количествени характеристики (например яркост). Това позволява относителните стойности за различни цветове да бъдат обективно сравнени. Шрьодингер въвежда законите на Риманова геометрия в триизмерното пространство. Минималното разстояние между две точки трябва да бъде количествен показател за разликата между цветовете. Впоследствие ученият предложи пространствена метрика, която позволява да се изчисли яркостта според закона на Вебер-Фехнер. Шрьодингер посвети няколко произведения на физиологичните характеристики на зрителния апарат и написа обширна рецензия за цветовото възприятие. В една от статиите той се опита да свърже чувствителността на очите към светлина с различна дължина на вълната и спектралния състав на слънчевата радиация. Ученият смята, че нечувствителните към цвета пръчици (рецептори в ретината, отговорни за нощното виждане) са се появили в началните етапи на еволюцията, дори по-рано от конусите. Тези промени, както твърди Шрьодингер, могат да бъдат открити в структурата на окото. Неговата работа му позволява да придобие до средата на 20-те години. репутация на един от водещите експерти в изследването на цветовете. Но от този момент нататък вниманието му беше насочено към съвсем други проблеми. Впоследствие той никога повече не се връща към изучаването на цветята.

австрийски физик теоретик.

Носител на Нобелова награда по физика.

Заключение Ервин Шрьодингерхипотезата допринесе за неговото уравнение Луи дьо Бройл.

„До 1927 г. в квантовата физика се е развила драматична ситуация – това е драма на идеи.
Шрьодингербеше убеден, че основата на знанията за квантовите процеси трябва да бъде концепцията за непрекъснати вълни.
Хайзенбергно той беше убеден в обратното - концепцията за дискретните събития, квантовите скокове трябва да се вземе като основа на новата квантова механика.
И двамата са действали в съответствие с принципа на намаляването. Само Шрьодингер се стреми да сведе всичко до приемственост, Хайзенбергнастоя за възможността всичко да се сведе до дискретност.
Бор нене можеше да заеме нито едната, нито другата позиция.
Той се стреми да изгради квантовата теория по такъв начин, че както дискретните, така и непрекъснатите процеси да бъдат органично включени в картината на природните процеси.

Овчинников Н.Ф., Методологически принципи в историята на научната мисъл, М., “Редакция URSS”, 1997, стр. 185-186.

«… Шрьодингерсе установява в Дъблин. През 1944 г. излиза книгата му "Какво е животът?" е завладяващ, но неуспешен опит да се приложи квантовата физика към живите организми. Неговите идеи се основават на концепцията за „негентропия“ - тенденцията на живите същества да не се подчиняват на втория закон на термодинамиката (или по някакъв начин да заобикалят неговия ефект). Шрьодингер подчертава, че гените на живите същества трябва да са сложни молекули, съдържащи кодирани инструкции. Тези молекули сега се наричат ​​ДНК, но тяхната структура е открита едва през 1953 г Франсис КрикИ Джеймс Уотсън, вдъхновен - отчасти - от Шрьодингер. В Ирландия Шрьодингер запази откритото си отношение към сексуалността, като имаше връзки със студентки и стана баща на две деца от различни майки.

Ian Stewart, Truth and Beauty: A World History of Symmetry, M., “Astrel”; „Корпус”, 2010, с. 318-319.

Ервин Шрьодингерв книгата: Какво е животът от гледна точка на един физик? „... показа, че работата срещу ентропията не може да се извърши по друг начин освен чрез „консумацията на подреденост“, т.е. с цената на увеличаване на ентропията на други системи.При външно изобилие отворените неравновесни системи увеличават обема на антиентропийната работа, улавяйки пространството на жизнената активност доколкото е възможно. Рано или късно екстензивният растеж води до изчерпване на наличните ресурси - и в резултат на това се засилва специфична криза в отношенията между неравновесната система и околната среда.

Панов А.Д. , Инварианти на универсалната еволюция и еволюцията в Мултивселената, в сб.: Универсален еволюционизъм и глобални проблеми / Реп. ред.: В.В. Казютински, Е.А. Мамчур, М., Институт по философия на РАН, 2007, с. 67.

„... Има тенденция да се забравя, че всички естествени науки са свързани с универсалната човешка култура и че научните открития, дори тези, които в момента изглеждат най-напредналите и достъпни за разбирането на малцина избрани, все още са безсмислен навъннеговия културен контекст . Тази теоретична наука, която не признава, че нейните конструкции, най-актуалните и най-важните, в крайна сметка служат за включване в концепции, предназначени за надеждно усвояване от образованата прослойка на обществото и превръщане в органична част от общата картина на света; теоретична наука, повтарям, чиито представители си внушават идеи един на друг на език, който в най-добрия случай е разбираем само за малка група близки спътници - такава наука със сигурност ще се откъсне от останалата човешка култура; в бъдеще то е обречено на импотентност и парализа, независимо колко дълго продължава и колкото и упорито да се поддържа този стил за малцина избрани, в рамките на тези изолирани групи от специалисти.“

Ервин Шрьодингер, Съществуват ли квантовите скокове? / Избрани трудове по квантова механика, М., “Наука”, 1976, стр. 261.

„Ясно усещаме, че едва сега започваме да придобиваме надежден материал за обединяване в едно цяло на всичко, което знаем, но от друга страна става почти невъзможно за един ум да овладее повече от малка специализирана част от науката. Не виждам изход от тази ситуация... освен ако някои от нас не се осмелят да предприемат синтез на факти и теории, въпреки че познанията ни в някои от тези области тогава ще бъдат непълни..."

Ервин Шрьодингер, Какво е животът от гледна точка на физика, М., Атомиздат, 1972 г., стр. 10-11.

Ервин Шрьодингервъвежда термина в научно обръщение "обективност на описанието", тоест способността на една научна теория да опише реалността безлинкове към наблюдателя...

Ервин Шрьодингерзнаеше шестезици.

Отбелязвам, че в СССР биолог А.А. Малиновски(син А.А. Богданов) „...на моя отговорност и риск преведох и издадох малка, но забележително дълбока книга на един от основателите на квантовата механика Ервин Шрьодингер„Какво е животът? От гледна точка на физик”, за което е подложен на отровна злоупотреба от Лисенко, беше изгонен от работа и едва след три години изпитание известният офталмолог Филатов в Одеса се осмели да го вземе на работа.

Кацура А.В., В преследване на бял лист, М., „Дъга“, 2000 г., стр. 189.

Имаше някакво „вторично“ качество. Самият той рядко се е занимавал с конкретен научен проблем. Любимият му жанр на работа беше отговор на чужди научни изследвания, развитие на тази работа или критика към нея. Въпреки факта, че самият Шрьодингер беше индивидуалист по природа, той винаги се нуждаеше от чужда мисъл, подкрепа за по-нататъшна работа. Въпреки този особен подход Шрьодингер успява да направи много открития.

Биографични сведения

Теорията на Шрьодингер вече е известна не само на студентите от физико-математическите факултети. Ще бъде интересно за всеки, който се интересува от популярна наука. Тази теория е създадена от известния физик Е. Шрьодингер, който влезе в историята като един от създателите на квантовата механика. Ученият е роден на 12 август 1887 г. в семейството на собственик на фабрика за мушама. Бъдещият учен, известен в целия свят със своята гатанка, като дете обичаше ботаниката и рисуването. Първият му наставник е баща му. През 1906 г. Шрьодингер започва обучението си във Виенския университет, по време на което започва да се възхищава на физиката. Когато настъпи Първата световна война, ученият отиде да служи като артилерист. В свободното си време той изучава теориите на Алберт Айнщайн.

До началото на 1927 г. в науката се развива драматична ситуация. Е. Шрьодингер смята, че основата на теорията на квантовите процеси трябва да бъде идеята за непрекъснатост на вълната. Хайзенберг, напротив, вярваше, че основата на тази област на знанието трябва да бъде концепцията за дискретността на вълните, както и идеята за квантовите скокове. Нилс Бор не приема нито една от двете позиции.

Напредъкът в науката

За създаването на концепцията за вълновата механика Шрьодингер получава Нобелова награда през 1933 г. Въпреки това, възпитан в традициите на класическата физика, ученият не можеше да мисли в други категории и не смяташе квантовата механика за пълноправен клон на знанието. Той не можеше да се задоволи с двойственото поведение на частиците и се опита да го сведе изключително до вълново поведение. В дискусията си с Н. Бор Шрьодингер го формулира по следния начин: „Ако планираме да запазим тези квантови скокове в науката, тогава обикновено съжалявам, че свързах живота си с атомната физика.“

По-нататъшна работа на изследователя

Освен това Шрьодингер е не само един от създателите на съвременната квантова механика. Именно той беше ученият, който въведе термина „обективност на описанието“ в научната употреба. Това е способността на научните теории да описват реалността без участието на наблюдател. По-нататъшните му изследвания са посветени на теорията на относителността, термодинамичните процеси и нелинейната борнова електродинамика. Учените също са направили няколко опита да създадат единна теория на полето. Освен това Е. Шрьодингер владее шест езика.

Най-известната гатанка

Теорията на Шрьодингер, в която се появява същата тази котка, израства от критиката на учения към квантовата теория. Един от основните му постулати гласи, че докато системата не се наблюдава, тя е в състояние на суперпозиция. А именно в две или повече състояния, които взаимно изключват съществуването си. Състоянието на суперпозиция в науката има следната дефиниция: това е способността на кванта, който също може да бъде електрон, фотон или, например, ядрото на атома, да бъде едновременно в две състояния или дори в две точки в космоса в момент, когато никой не го наблюдава.

Обекти в различни светове

Много е трудно за обикновен човек да разбере подобно определение. В края на краищата всеки обект от материалния свят може да бъде или в една точка на пространството, или в друга. Това явление може да се илюстрира по следния начин. Наблюдателят взема две кутии и поставя топка за тенис в една от тях. Ще бъде ясно, че е в едната кутия, а не в другата. Но ако поставите електрон в един от контейнерите, тогава ще бъде вярно следното твърдение: тази частица е едновременно в две кутии, колкото и парадоксално да изглежда. По същия начин електронът в атома не се намира в строго определена точка в един или друг момент. Той се върти около ядрото, разположено във всички точки на орбитата едновременно. В науката това явление се нарича „електронен облак“.

Какво искаше да докаже ученият?

По този начин поведението на малки и големи обекти се изпълнява по напълно различни правила. В квантовия свят има едни закони, а в макросвета – съвсем други. Въпреки това, няма концепция, която да обясни прехода от света на познатите на хората материални обекти към микросвета. Теорията на Шрьодингер е създадена, за да демонстрира неадекватността на изследванията в областта на физиката. Ученият искаше да покаже, че има наука, чиято цел е да описва малки обекти, и има област на знанието, която изучава обикновени предмети. До голяма степен благодарение на работата на учения физиката беше разделена на две области: квантова и класическа.

Теория на Шрьодингер: описание

Ученият описва известния си мисловен експеримент през 1935 г. При осъществяването му Шрьодингер разчита на принципа на суперпозицията. Шрьодингер подчертава, че докато не наблюдаваме фотона, той може да бъде или частица, или вълна; както червено, така и зелено; както кръгли, така и квадратни. Този принцип на несигурност, който пряко следва от концепцията за квантовия дуализъм, е използван от Шрьодингер в известната му гатанка за котката. Смисълът на експеримента накратко е следният:

• В затворена кутия е поставена котка, както и контейнер, съдържащ циановодородна киселина и радиоактивно вещество.
• Ядрото може да се разпадне в рамките на един час. Вероятността за това е 50%.
• Ако едно атомно ядро ​​се разпадне, това ще бъде записано от брояч на Гайгер. Механизмът ще работи и кутията с отрова ще бъде счупена. Котката ще умре.
• Ако не настъпи гниене, тогава котката на Шрьодингер ще бъде жива.

Според тази теория, докато котката не бъде наблюдавана, тя е едновременно в две състояния (мъртва и жива), точно като ядрото на атом (разпаднало се или неразпаднало се). Разбира се, това е възможно само според законите на квантовия свят. В макрокосмоса една котка не може да бъде едновременно жива и мъртва.

Парадоксът на наблюдателя

За да разберем същността на теорията на Шрьодингер, е необходимо да разберем и парадокса на наблюдателя. Неговият смисъл е, че обектите на микросвета могат да бъдат в две състояния едновременно само когато не се наблюдават. Например в науката е известен така нареченият „Експеримент с 2 процепа и наблюдател”. Учените насочват лъч електрони върху непрозрачна плоча, в която са направени два вертикални процепа. На екрана зад плочата електроните нарисуваха вълна. С други думи, оставиха черни и бели ивици. Когато изследователите искали да наблюдават как електроните летят през прорезите, частиците показвали само две вертикални ивици на екрана. Те се държаха като частици, а не като вълни.

Копенхагенско обяснение

Съвременното обяснение на теорията на Шрьодингер се нарича Копенхагенско. Въз основа на парадокса на наблюдателя, това звучи така: докато никой не наблюдава ядрото на атома в системата, то е едновременно в две състояния – разпаднато и неразпаднало се. Въпреки това твърдението, че котката е жива и мъртва едновременно, е изключително погрешно. В крайна сметка в макрокосмоса никога не се наблюдават същите явления, както в микрокосмоса.

Следователно не говорим за системата „котка-ядро“, а за това, че броячът на Гайгер и атомното ядро ​​са взаимосвързани. Ядрото може да избере едно или друго състояние в момента, когато се извършват измерванията. Този избор обаче не се осъществява в момента, в който експериментаторът отваря кутията с котката на Шрьодингер. Всъщност отварянето на кутията става в макрокосмоса. С други думи, в система, която е много далеч от атомния свят. Следователно ядрото избира състоянието си точно в момента, когато удари детектора на брояча на Гайгер. Така Ервин Шрьодингер не описва системата достатъчно пълно в своя мисловен експеримент.

Общи изводи

Следователно не е напълно правилно да се свързва макросистемата с микроскопичния свят. В макрокосмоса квантовите закони губят своята сила. Ядрото на един атом може да бъде в две състояния едновременно само в микрокосмоса. Не може да се каже същото за котката, тъй като тя е обект на макрокосмоса. Следователно само на пръв поглед изглежда, че котката преминава от суперпозиция към едно от състоянията в момента на отваряне на кутията. В действителност съдбата му се определя в момента, в който атомното ядро ​​взаимодейства с детектора. Изводът може да се направи следният: състоянието на системата в загадката на Ервин Шрьодингер няма нищо общо с човека. Зависи не от експериментатора, а от детектора - обекта, който "наблюдава" ядрото.

Продължение на концепцията

Теорията на Шрьодингер е описана с прости думи, както следва: докато наблюдателят не гледа системата, тя може да бъде в две състояния едновременно. Но друг учен, Юджийн Вигнер, отиде по-далеч и реши да доведе концепцията на Шрьодингер до пълен абсурд. "Извинете!", каза Уигнър, "Ами ако колегата му стои до експериментатора и наблюдава котката?" Партньорът не знае какво точно е видял самият експериментатор в момента, когато е отворил кутията с котката. Котката на Шрьодингер излиза от суперпозиция. Но не и за колега наблюдател. Само в момента, в който съдбата на котката стане известна на последния, животното може най-накрая да бъде наречено живо или мъртво. Освен това на планетата Земя живеят милиарди хора. И окончателната присъда може да бъде направена само когато резултатът от експеримента стане собственост на всички живи същества. Разбира се, можете да разкажете на всички хора съдбата на котката и теорията на Шрьодингер накратко, но това е много дълъг и трудоемък процес.

Принципите на квантовия дуализъм във физиката никога не са били опровергани от мисловния експеримент на Шрьодингер. В известен смисъл може да се каже, че всяко същество не е нито живо, нито мъртво (в суперпозиция), докато има поне един човек, който не го наблюдава.