اروین شرودینگر

شرودینگر اروین (1887-1961)، فیزیکدان نظری اتریشی، یکی از خالقان مکانیک کوانتومی، عضو متناظر خارجی (1928) و عضو افتخاری خارجی (1934) آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی. توسعه (1926) به اصطلاح. مکانیک موجی، معادله اصلی خود (معادله شرودینگر) را فرموله کرد و هویت خود را با نسخه ماتریسی مکانیک کوانتومی ثابت کرد. آثار بر روی کریستالوگرافی، فیزیک ریاضی، نظریه نسبیت، بیوفیزیک. جایزه نوبل (1933، همراه با P. A. M. دیراک).

اروین شرودینگر (1887-1961) - فیزیکدان اتریشی، عضو خارجی آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی (از سال 1934)، یکی از خالقان مکانیک کوانتومی. او در سال 1926 معادله اصلی (به اصطلاح موجی) مکانیک کوانتومی را کشف کرد. ایده فیزیکی پیشرو شرودینگر ایده امواج ماده بود. در نظریه میدان یکپارچه و نظریه تعمیم یافته گرانش، او سعی کرد ثابت کند که ساختار جسمی ماده، ناپیوستگی آن، از ساختار موجی آن، از پیوستگی ناشی می شود. یکی از مهمترین دستاوردهای شرودینگر تلاش او (در مقابل حیات گرایی) برای ارائه تفسیری مادی از پدیده های زندگی از دیدگاه فیزیک است. این ایده های شرودینگر در زیست شناسی مولکولی مدرن توسعه مثمر ثمری داشت.

فرهنگ لغت فلسفی. اد. I.T. فرولووا. م.، 1991، ص. 528.

شرودینگر اروین (12 اوت 1887، وین - 4 ژانویه 1961، همانجا) - فیزیکدان اتریشی، یکی از خالقان مکانیک کوانتومی.

فارغ التحصیل از دانشگاه وین (1910). از سال 1911 در دانشگاه وین مشغول به کار شد.

در 1914-1918 او در جبهه جنوبی (در منطقه تریست) جنگید. در 1920-21 - استاد دانشکده فنی عالی در اشتوتگارت و دانشگاه برسلاو، استاد دانشگاه زوریخ (1921-27) و دانشگاه برلین (1927-33). در سال 1933 به بریتانیا مهاجرت کرد و در آنجا استاد دانشگاه سنت پترزبورگ بود.

در تحقیقات علمی، شرودینگر با ایده وحدت تصویر فیزیکی جهان هدایت شد، که خود را در ساخت مکانیک موج نشان داد، که در آن شرودینگر امیدوار بود بر اساس توصیف موج بر دوگانگی موج-ذره غلبه کند. و در تحقیقات بعدی در مورد یک نظریه میدان یکپارچه. شرودینگر نه تنها یک فیزیکدان نظری بزرگ بود، بلکه یک متفکر فوق العاده نیز بود. در فلسفه یونانی، چینی و هندی، او تلاش کرد تا "دانه های گمشده خرد" را بیابد که به غلبه بر بحران دستگاه مفهومی علوم بنیادی و تقسیم دانش مدرن به بسیاری از رشته های جداگانه کمک کند. در سال 1944، شرودینگر یک مطالعه اصلی در تقاطع فیزیک و زیست شناسی منتشر کرد، "زندگی از دیدگاه فیزیک چیست؟" در سال 1948 در دانشگاه کالج لندن یک دوره سخنرانی در مورد فلسفه یونان ارائه کرد که اساس کتاب او "طبیعت و یونانیان" (1954) را تشکیل داد. او به مسئله رابطه بین هستی و آگاهی («روح و ماده»، 1958)، علم و جامعه (گزارش در آکادمی علوم پروس «آیا علم طبیعی مشروط به محیط است؟»، 1932؛ کتاب «علم» می پردازد. و اومانیسم، 1952). شرودینگر همچنین مشکلات علیت و قوانین طبیعت را مورد بحث قرار داد («نظریه علم و انسان»، 1957؛ «قانون طبیعت چیست؟»، 1962). مجموعه ای از اشعار او در سال 1949 منتشر شد.

ویا. پی ویزگین، کی. ا. تومیلین

دایره المعارف فلسفی جدید. در چهار جلد. / مؤسسه فلسفه راس. ویرایش علمی توصیه: V.S. استپین، A.A. گوسینوف، جی.یو. Semigin. م.، میسل، 1389، ج 4، ص. 395-396.

شرادینگر، اروین (1887-1961)، فیزیکدان اتریشی، خالق مکانیک امواج، برنده جایزه نوبل فیزیک 1933 (به همراه پی دیراک). متولد 12 اوت 1887 در وین. در سال 1910 او از دانشگاه وین فارغ التحصیل شد، اما حرفه او به عنوان یک فیزیکدان تنها پس از اتمام خدمت سربازی در سال 1920 آغاز شد. او در دانشگاه های وین و ینا، در 1920-1921 - استاد دانشکده فنی عالی در اشتوتگارت و برسلاو کار کرد. (در حال حاضر Wroclaw)، در سال 1921 - در مدرسه عالی فنی در زوریخ. در سال 1927، پس از بازنشستگی ام. پلانک، کرسی فیزیک نظری را در دانشگاه برلین دریافت کرد. در سال 1933، پس از به قدرت رسیدن هیتلر، او بخش را ترک کرد. در سالهای 1933-1935 - استاد دانشگاه آکسفورد، در سالهای 1936-1938 - در دانشگاه گراتس، در سال 1940 - استاد آکادمی سلطنتی در دوبلین، سپس مدیر موسسه مطالعات عالی، که او تأسیس کرد. در سال 1956 به اتریش بازگشت و تا پایان عمر استاد دانشگاه وین بود.

کارهای اصلی شرودینگر به زمینه های فیزیک آماری، نظریه کوانتومی، مکانیک کوانتومی و بیوفیزیک مربوط می شود. بر اساس فرضیه L. de Broglie در مورد امواج ماده و اصل همیلتون، او تئوری حرکت ذرات زیراتمی - مکانیک موجی را ایجاد کرد و یک تابع موج (تابع Y) را برای توصیف وضعیت این ذرات معرفی کرد. او معادله اصلی مکانیک کوانتومی غیرنسبیتی (معادله شرودینگر) را استخراج کرد و راه حل آن را برای موارد مکرر ارائه کرد. ارتباطی بین مکانیک موج و مکانیک ماتریس برقرار کرد هایزنبرگو هویت فیزیکی خود را ثابت کردند.

با این حال، شرودینگر، مانند انیشتین، نظریه کوانتومی را کامل نمی دانست. او از توصیف دوگانه اجرام زیراتمی به عنوان امواج و ذرات و ماهیت احتمالی همه پیش‌بینی‌های مکانیک کوانتومی ناراضی بود و سعی کرد نظریه‌ای منحصراً بر حسب امواج بسازد. آزمایش فکری شرودینگر به طور گسترده ای شناخته شده است، که او برای نشان دادن تردیدهای خود در مورد ماهیت محض احتمالی نظریه مکانیک کوانتومی پیشنهاد کرد. بیایید بگوییم که یک گربه در جعبه ای در بسته نشسته است که نوعی وسیله مرگبار در آن نصب شده است. گربه می میرد یا زنده می ماند بسته به این که آیا در یک نقطه خاص از زمان کپسول دارای ماده رادیواکتیو ذره ای را منتشر می کند که دستگاه را فعال می کند. پس از مدت زمان معین، گربه در واقع یا مرده یا زنده خواهد بود. بنابراین، پیش‌بینی‌های مکانیکی کوانتومی باید بیش از «احتمال مشاهده» رویدادهای مربوطه را نشان دهند.

تحقیقات بیشتر شرودینگر به نظریه مزون ها، ترمودینامیک و نسبیت عام اختصاص داشت. او بارها تلاش کرد تا یک نظریه میدان واحد ایجاد کند. شرودینگر همچنین علاقه زیادی به زیست شناسی نشان داد. کتاب مشهور معروف او در سال 1943 منتشر شد زندگی چیست؟ (زندگی چیست؟). در آن، او سعی کرد از رویکردها و مفاهیم فیزیکی برای حل مشکلات موجودات زنده، به ویژه برای تعیین ماهیت ژن ها استفاده کند. این کتاب تأثیر قابل توجهی بر نسل بیولوژیست‌های مولکولی و بیوفیزیکدانان پس از جنگ داشت، از جمله جی. واتسون و اف. کریک، خالقان مدل مارپیچ دوگانه DNA.

مطالبی از دایره المعارف "دنیای اطراف ما" استفاده شد.

شرودینگر اروین

اروین شرودینگر فیزیکدان اتریشی در 12 اوت 1887 در وین به دنیا آمد. پدرش رودولف شرودینگر صاحب یک کارخانه پارچه روغنی بود. اروین تحصیلات ابتدایی خود را در خانه گذراند. در سال 1898، شرودینگر وارد ژیمنازیم آکادمیک شد. در سال 1906 وارد دانشگاه وین شد. شرودینگر پس از دفاع از پایان نامه دکترای خود در سال 1910، دستیار فیزیکدان تجربی فرانتس اکسنر در مؤسسه دوم فیزیک در دانشگاه وین شد. در سال 1913 شرودینگر و C.W.F. کولراوش جایزه هایتینگر آکادمی علوم امپراتوری را برای تحقیقات تجربی روی رادیوم دریافت کرد.

در سال 1920، شرودینگر به آلمان رفت و در آنجا دانشیار دانشگاه فنی اشتوتگارت شد. پس از یک ترم تحصیلی، اشتوتگارت را ترک کرد و برای مدت کوتاهی در برسلاو (در حال حاضر وروتسواف، لهستان) کرسی استادی گرفت. شرودینگر سپس به سوئیس نقل مکان کرد و در آنجا استاد تمام شد. او تلاش کرد تا توصیف موج الکترون ها را برای ساخت یک نظریه کوانتومی سازگار که با مدل ناکافی اتم بور مرتبط نبود، اعمال کند. او قصد داشت نظریه کوانتومی را به فیزیک کلاسیک که نمونه های زیادی از توصیفات ریاضی امواج را جمع آوری کرده بود، نزدیک کند. اولین تلاش، که توسط شرودینگر در سال 1925 انجام شد، با شکست انجامید. شرودینگر تلاش بعدی خود را در سال 1926 انجام داد. در استخراج معادله موج شرودینگر، که توصیفی ریاضی از ماده بر حسب تابع موج ارائه می‌کند، به اوج خود رسید. شرودینگر نظریه خود را مکانیک موج نامید. جواب های معادله موج با مشاهدات تجربی مطابقت داشت.

شرودینگر نشان داد که مکانیک موج و مکانیک ماتریس از نظر ریاضی معادل هستند. این دو نظریه که اکنون مجموعاً به عنوان مکانیک کوانتومی شناخته می شوند، چارچوبی مشترک برای توصیف پدیده های کوانتومی ارائه کردند. در سال 1927، شرودینگر، به دعوت پلانک، جانشین او در گروه فیزیک نظری در دانشگاه برلین شد.

در سال 1933، شرودینگر و دیراک جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند. شرودینگر همراه با انیشتین و دوبرولی از مخالفان تفسیر کپنهاگی از مکانیک کوانتومی بود، زیرا او به دلیل عدم جبرگرایی آن را پس زده بود. تفسیر کپنهاگ مبتنی بر رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ است که بر اساس آن موقعیت و سرعت یک ذره به طور همزمان قابل تشخیص نیست.

در سال 1933، دانشمند بخش فیزیک نظری در دانشگاه برلین را ترک کرد. شرودینگر از آلمان به آکسفورد رفت.

در سال 1936 شرودینگر این پیشنهاد را پذیرفت و استاد دانشگاه گراتس اتریش شد، اما در سال 1938 پس از الحاق اتریش به آلمان، مجبور به ترک این سمت شد و به ایتالیا گریخت. سپس به ایرلند رفت و در آنجا استاد فیزیک نظری در موسسه تحقیقات بنیادی دوبلین شد و هفده سال در این سمت باقی ماند. شرودینگر چندین مطالعه فلسفی در دوبلین نوشت. او با تأمل در مورد مشکلات استفاده از فیزیک در زیست شناسی، ایده یک رویکرد مولکولی را برای مطالعه ژن ها مطرح کرد و آن را در کتاب "جنبه های فیزیکی سلول زنده چیست" (1944) بیان کرد. شرودینگر همچنین یک جلد از اشعار خود را منتشر کرد.

در سال 1956 کرسی فیزیک نظری دانشگاه وین را پذیرفت. او در سال 1958، زمانی که هفتاد و یک ساله بود، بازنشسته شد و سه سال بعد، در 4 ژانویه 1961، در وین درگذشت.

شرودینگر مدال طلای ماتوچی از آکادمی ملی علوم ایتالیا، مدال ماکس پلانک از انجمن فیزیک آلمان و نشان شایستگی توسط دولت آلمان اعطا شد. شرودینگر دکترای افتخاری از دانشگاه‌های گنت، دوبلین و ادینبورگ بود و عضو آکادمی علوم پاپی، انجمن سلطنتی لندن، آکادمی علوم برلین، آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، آکادمی علوم دوبلین و آکادمی علوم مادرید

مطالب وب سایت استفاده شده http://100top.ru/encyclopedia/

ادامه مطلب را بخوانید:

فیلسوفان، دوستداران خرد (فهرست زندگینامه).

مقالات:

Abhandlungen zur Wellenmechanik. Lpz., 1928;

Gedichte. بن، 1949; ساختار فضا-زمان. Cambr., 1950;

جهان در حال گسترش Cambr., 1956;

مورد علاقه روی مکانیک کوانتومی کار می کند م.، 1976;

مسیرهای جدید در فیزیک م.، 1971;

زندگی چیست؟م.، 1972

زندگی از دیدگاه فیزیک چیست؟ م.، 1947;

ترمودینامیک آماری م.، 1948;

ساختار فضا-زمان کیهان. م.، 1986;

جهان بینی من - "VF"، 1994، شماره 8، 10.

ادبیات:

اسکات دبلیو تی اروین شرودینگر. امهرست، 1967; Malinovsky A. A. Afterword - در کتاب: شرودینگر ای. زندگی چیست؟ م.، 1947;

هافمن دی. اروین شرودینگر 50 سال مکانیک کوانتومی م.، 1979.

جمر ام. تکامل مفاهیم مکانیک کوانتومی. م.، 1985

اروین رودولف جوزف الکساندر شرودینگر فیزیکدان نظری اتریشی و برنده جایزه نوبل فیزیک است. یکی از توسعه دهندگان مکانیک کوانتومی و نظریه موجی ماده. در سال 1945، شرودینگر کتاب "زندگی از دیدگاه فیزیک چیست؟" را نوشت که تأثیر قابل توجهی در توسعه بیوفیزیک و زیست شناسی مولکولی داشت. این کتاب نگاهی دقیق به چندین موضوع مهم دارد. سؤال اساسی این است: «فیزیک و شیمی چگونه می‌توانند آن پدیده‌هایی را که در فضا و زمان در یک موجود زنده رخ می‌دهند توضیح دهند؟» متن و نگاره ها از کتابی که در سال 1947 توسط انتشارات ادبیات خارجی منتشر شد، بازسازی شده است.

ای. شرودینگر. زندگی از دیدگاه فیزیک چیست؟ - M.: RIMIS، 2009. - 176 ص.

دانلود خلاصه ای کوتاه در قالب یا

فصلI. رویکرد فیزیکدان کلاسیک به موضوع

ضروری ترین بخش یک سلول زنده - نخ کروموزوم - را می توان کریستال غیر پریودیک نامید. در فیزیک، ما تاکنون فقط با کریستال های دوره ای سروکار داشته ایم. بنابراین خیلی تعجب آور نیست که شیمیدان آلی قبلاً سهم بزرگ و مهمی در حل مشکل زندگی داشته است، در حالی که فیزیکدان تقریباً هیچ کاری نکرده است.

چرا اتم ها اینقدر کوچک هستند؟ مثال‌های زیادی برای روشن کردن این واقعیت برای عموم مردم ارائه شده است، اما هیچ‌کدام به‌اندازه آن چیزی که لرد کلوین ارائه کرده بود قابل توجه نبوده است: فرض کنید می‌توانید برچسب‌هایی را روی همه مولکول‌ها در یک لیوان آب بگذارید. پس از آن، محتویات لیوان را در اقیانوس می‌ریزید و اقیانوس را کاملاً مخلوط می‌کنید تا مولکول‌های علامت‌گذاری شده به طور مساوی در تمام دریاهای جهان توزیع شوند. اگر یک لیوان آب را در هر کجا و در هر نقطه از اقیانوس بردارید، در این لیوان حدود صد مولکول مشخص شده خود را خواهید یافت.

تمام اندام‌های حسی ما که از اتم‌های بیشماری تشکیل شده‌اند، بیش از حد خام هستند که نمی‌توانند ضربات یک اتم را درک کنند. ما نمی توانیم تک تک اتم ها را ببینیم، بشنویم یا احساس کنیم. حتما باید اینجوری باشه؟ اگر اینطور نبود، اگر ارگانیسم انسان آنقدر حساس بود که چند اتم یا حتی یک اتم می توانست تأثیر محسوسی بر حواس ما بگذارد، زندگی چگونه بود!

تنها یک و تنها چیز مورد علاقه ما در مورد خودمان وجود دارد و آن چیزی است که می توانیم احساس کنیم، فکر کنیم و بفهمیم. در رابطه با آن دسته از فرآیندهای فیزیولوژیکی که مسئول افکار و احساسات ما هستند، تمام فرآیندهای دیگر در بدن حداقل از دیدگاه انسانی نقش حمایتی دارند.

همه اتم ها در تمام مدت حرکات حرارتی کاملا تصادفی را انجام می دهند. تنها در ترکیب تعداد زیادی از اتم ها، قوانین آماری شروع به کار می کنند و رفتار این انجمن ها را با دقتی کنترل می کنند که با تعداد اتم های درگیر در فرآیند افزایش می یابد. از این طریق است که رویدادها ویژگی های واقعاً طبیعی پیدا می کنند. دقت قوانین فیزیکی بر اساس تعداد زیادی اتم درگیر است.

درجه عدم دقتی که باید در هر قانون فیزیکی انتظار داشت . اگر گاز معینی در یک فشار و دمای معین چگالی مشخصی داشته باشد، می توانم بگویم که در داخل مقداری حجم وجود دارد nمولکول های گاز اگر در هر نقطه از زمان بتوانید اظهارات من را بررسی کنید، آن را نادرست خواهید یافت و انحراف در حد . بنابراین، اگر n= 100، انحراف را تقریباً 10 خواهید یافت. بنابراین خطای نسبی در اینجا 10٪ است. اما اگر n = 1 میلیون باشد، احتمالاً انحراف را حدود 1000 خواهید یافت و بنابراین خطای نسبی برابر با 0.1٪ است.

ارگانیسم باید ساختار نسبتاً عظیمی داشته باشد تا از شکوفایی قوانین کاملاً دقیق هم در زندگی درونی خود و هم در تعامل با جهان خارج برخوردار شود. در غیر این صورت تعداد ذرات درگیر بسیار کم و "قانون" بسیار نادقیق خواهد بود.

فصلII. مکانیسم وراثت

در بالا به این نتیجه رسیدیم که موجودات با تمام فرآیندهای بیولوژیکی که در آنها اتفاق می افتد باید ساختار بسیار "چند اتمی" داشته باشند و برای آنها لازم است که پدیده های تصادفی "تک اتمی" نقش زیادی در آنها نداشته باشند. اکنون می دانیم که این دیدگاه همیشه درست نیست.

اجازه دهید از کلمه "الگوی" ارگانیسم استفاده کنم نه تنها به معنای ساختار و عملکرد ارگانیسم در بزرگسالی یا در هر مرحله خاص دیگر، بلکه ارگانیسم در رشد انتوژنتیکی خود، از تخم بارور شده تا مرحله بلوغ زمانی که شروع به تولید مثل می کند اکنون مشخص شده است که کل این طرح کل نگر در چهار بعد (فضا + زمان) توسط ساختار تنها یک سلول، یعنی تخمک بارور شده تعیین می شود. علاوه بر این، هسته آن، یا به طور دقیق تر، یک جفت کروموزوم: یک مجموعه از مادر (سلول تخمک) و یکی از پدر (اسپرم لقاح) می آید. هر مجموعه کاملی از کروموزوم ها حاوی کل کد ذخیره شده در تخمک بارور شده است که نشان دهنده اولین مرحله فرد آینده است.

اما اصطلاح کد رمزگذاری، البته، بسیار محدود است. ساختارهای کروموزومی همزمان به عنوان ابزاری عمل می کنند که رشدی را که پیش بینی می کنند انجام می دهند. آنها هم قانون هستند و هم قوه مجریه، یا اگر مقایسه کنیم، هم نقشه معمار هستند و هم نیروهای سازنده.

کروموزوم ها در طول انتوژنز چگونه رفتار می کنند؟ رشد یک موجود زنده با تقسیم سلولی متوالی انجام می شود. این تقسیم سلولی میتوز نامیده می شود. به طور متوسط، 50 یا 60 تقسیم متوالی برای تولید تعداد سلول های موجود در یک فرد بالغ کافی است.

کروموزوم ها در میتوز چگونه رفتار می کنند؟ آنها دو برابر می شوند، هر دو مجموعه دو برابر می شوند، هر دو کپی رمز دو برابر می شوند. هر سلول، حتی کم‌اهمیت‌ترین سلول، لزوماً یک کپی کامل (دو) از کد رمزگذاری دارد. یک استثنا برای این قاعده وجود دارد - تقسیم کاهش یا میوز (شکل 1؛ نویسنده توضیحات را کمی ساده کرده است تا در دسترس تر شود).

یک مجموعه کروموزوم از پدر و یکی از مادر می آید. نه شانس و نه سرنوشت نمی تواند مانع این امر شود. اما وقتی منشاء وراثت خود را به پدربزرگ و مادربزرگتان برمی‌گردانید، موضوع فرق می‌کند. به عنوان مثال، مجموعه ای از کروموزوم هایی که از پدرم به من رسیده است، به ویژه کروموزوم شماره 5. این یک کپی دقیق از شماره 5 است که پدرم از پدرش دریافت کرده است یا شماره 5 که او دریافت کرده است. از مادرش نتیجه پرونده قطعی شد (با شانس 50:50). دقیقاً همین داستان را می توان در مورد کروموزوم های شماره 1، 2، 3... 24 مجموعه پدری من و در مورد هر یک از کروموزوم های مادری من تکرار کرد.

اما نقش شانس در اختلاط وراثت پدربزرگ و مادربزرگ در فرزندان حتی بیشتر از آن است که در توصیف قبلی به نظر می رسد، که در آن به طور ضمنی فرض می شد یا حتی مستقیماً بیان می شد که کروموزوم های خاصی به طور کلی یا از مادربزرگ یا از مادربزرگ آمده اند. پدربزرگ؛ به عبارت دیگر، آن کروموزوم های منفرد بدون تقسیم وارد شدند. در واقعیت همیشه اینطور نیست یا نیست. قبل از واگرایی در تقسیم کاهشی، مثلاً، تقسیمی که در بدن پدری رخ داده است، هر دو کروموزوم "همولوگ" در تماس نزدیک با یکدیگر قرار می گیرند و گاهی اوقات قسمت های قابل توجهی از خود را با یکدیگر مبادله می کنند (شکل 2). پدیده متقاطع، نه خیلی نادر، اما نه خیلی مکرر، ارزشمندترین اطلاعات را در مورد مکان خواص در کروموزوم ها در اختیار ما قرار می دهد.

برنج. 2. عبور از روی. در سمت چپ - دو کروموزوم همولوگ در تماس. در سمت راست - پس از مبادله و تقسیم.

حداکثر اندازه ژنیک ژن - حامل مادی با یک ویژگی ارثی خاص - برابر با یک مکعب با ضلع 300 است. . 300 فقط در حدود 100 یا 150 فاصله اتمی است، بنابراین ژن حاوی بیش از یک میلیون یا چند میلیون اتم نیست. طبق فیزیک آماری، چنین عددی (از نظر) برای تعیین رفتار منظم و منظم بسیار کوچک است.

فصلIII. جهش ها

ما اکنون قطعاً می دانیم که داروین در اشتباه بود که معتقد بود ماده ای که انتخاب طبیعی بر روی آن اعمال می شود، تغییرات کوچک، پیوسته و تصادفی است که مطمئناً حتی در همگن ترین جمعیت ها نیز رخ می دهد. زیرا ثابت شده است که این تغییرات ارثی نیست. اگر یک محصول جو خالص بردارید و طول ریش هر بلال را اندازه بگیرید و سپس نتیجه آمار خود را رسم کنید، منحنی زنگوله ای شکل خواهید داشت (شکل 3). در این شکل تعداد گوش هایی با طول ریش معین در برابر طول ریشک مربوطه رسم شده است. به عبارت دیگر، میانگین طول شناخته شده خارها غالب است و انحراف در هر دو جهت با فرکانس های خاص رخ می دهد. اکنون گروهی از بلال‌ها را انتخاب کنید که با رنگ مشکی مشخص شده‌اند، با ریشک‌هایی که به طور قابل توجهی بلندتر از حد متوسط ​​هستند، اما گروهی به اندازه‌ای بزرگ هستند که وقتی در مزرعه کاشته می‌شوند محصول جدیدی تولید کنند. در یک آزمایش آماری مانند این، داروین انتظار داشت که منحنی برای برداشت جدید به سمت راست تغییر کند. به عبارت دیگر، او انتظار دارد که انتخاب باعث افزایش در اندازه متوسط ​​سایبان ها شود. با این حال، در واقعیت این اتفاق نخواهد افتاد.

برنج. 3. آمار طول ریشک در جو خالص. گروه سیاه باید برای بذر انتخاب شود

انتخاب شکست می خورد زیرا تفاوت های کوچک و مداوم به ارث نمی رسد. آنها بدیهی است که توسط ساختار ماده ارثی تعیین نمی شوند، آنها تصادفی هستند. هوگو دو وری هلندی کشف کرد که در فرزندان حتی نژادهای کاملاً خالص، تعداد بسیار کمی از افراد - مثلاً دو یا سه در ده ها هزار نفر - با تغییرات کوچک اما "جهشی" ظاهر می شوند. عبارت "اسپاسم" در اینجا به این معنی نیست که تغییرات بسیار قابل توجه است، بلکه فقط به واقعیت ناپیوستگی است، زیرا هیچ شکل واسطه ای بین افراد بدون تغییر و تعداد کمی تغییر یافته وجود ندارد. De-Vries آن را نامید جهش. ویژگی اساسی در اینجا دقیقاً تناوب است. در فیزیک، به نظریه کوانتومی شباهت دارد - در آنجا نیز هیچ مرحله میانی بین دو سطح انرژی مجاور وجود ندارد.

جهش ها و همچنین ویژگی های اصلی بدون تغییر به ارث می رسند. جهش قطعاً تغییر در توشه ارثی است و باید به دلیل تغییر در ماده ارثی باشد. به دلیل توانایی آنها در انتقال واقعی به فرزندان، جهش ها همچنین به عنوان ماده مناسبی برای انتخاب طبیعی عمل می کنند که می تواند بر روی آنها کار کند و گونه هایی را تولید کند، همانطور که داروین توصیف کرده است و ناسازگارها را حذف می کند و بهترین ها را حفظ می کند.

یک جهش خاص در اثر تغییر در ناحیه خاصی از یکی از کروموزوم ها ایجاد می شود. ما به یقین می دانیم که این تغییر فقط در یک کروموزوم رخ می دهد و به طور همزمان در "موقعیت" مربوط به کروموزوم همولوگ رخ نمی دهد (شکل 4). در یک فرد جهش یافته، دو «کپی از کد رمزگذاری» دیگر یکسان نیستند. آنها دو "تفسیر" یا دو "نسخه" متفاوت را نشان می دهند.

برنج. 4. جهش یافته هتروزیگوت. علامت ضربدری یک ژن جهش یافته را نشان می دهد

نسخه ای که یک فرد دنبال می شود غالب نامیده می شود و برعکس آن مغلوب نامیده می شود. به عبارت دیگر، جهش را بسته به اینکه اثر خود را فوراً نشان دهد یا خیر، غالب یا مغلوب می نامند. جهش های مغلوب حتی شایع تر از جهش های غالب هستند و می توانند بسیار مهم باشند، اگرچه بلافاصله شناسایی نمی شوند. برای تغییر خواص یک موجود زنده، آنها باید در هر دو کروموزوم وجود داشته باشند (شکل 5).

برنج. 5. جهش هموزیگوت که در یک چهارم فرزندان از طریق لقاح خود جهش یافته هتروزیگوت (نگاه کنید به شکل 4) یا با تلاقی آنها با یکدیگر به دست می آید.

نسخه کد رمزگذاری - خواه اصلی باشد یا جهش یافته - معمولاً با این اصطلاح مشخص می شود آلل. هنگامی که نسخه ها متفاوت هستند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 4، گفته می شود که فرد برای آن مکان هتروزیگوت است. هنگامی که آنها یکسان هستند، برای مثال، در افراد بدون جهش یا در مورد نشان داده شده در شکل. 5، آنها هموزیگوت نامیده می شوند. بنابراین، آلل های مغلوب فقط در حالت هموزیگوت روی صفات تأثیر می گذارند، در حالی که آلل های غالب در هر دو حالت هموزیگوت و هتروزیگوت همان صفت را تولید می کنند.

افراد می توانند از نظر ظاهری کاملاً شبیه باشند و با این حال از نظر ارثی با هم تفاوت دارند. متخصص ژنتیک می گوید که افراد دارای فنوتیپ یکسان، اما ژنوتیپ های متفاوت هستند. بنابراین، مطالب پاراگراف های قبلی را می توان به صورت مختصر اما بسیار فنی خلاصه کرد: یک آلل مغلوب تنها زمانی روی فنوتیپ تأثیر می گذارد که ژنوتیپ هموزیگوت باشد.

درصد جهش در فرزندان - به اصطلاح نرخ جهش - می تواند چندین برابر نرخ جهش طبیعی افزایش یابد اگر والدین روشن شوند. X-اشعه یا γ -اشعه ها جهش های ایجاد شده از این طریق به هیچ وجه (به جز فرکانس بالاتر) با جهش هایی که خود به خود ایجاد می شوند، تفاوتی ندارند.

فصلIV. داده های مکانیک کوانتومی

در پرتو دانش مدرن، مکانیسم وراثت ارتباط نزدیکی با اساس نظریه کوانتومی دارد. بزرگترین کشف نظریه کوانتومی ویژگی های گسسته آن بود. اولین مورد از این نوع مربوط به انرژی بود. یک جسم در مقیاس بزرگ به طور مداوم انرژی خود را تغییر می دهد. به عنوان مثال، آونگی که شروع به چرخش می کند به دلیل مقاومت هوا به تدریج کند می شود. اگرچه این کاملاً عجیب است، اما باید بپذیریم که سیستمی با اندازه نظم اتمی رفتار متفاوتی دارد. یک سیستم کوچک، در اصل خود، می‌تواند در حالت‌هایی باشد که فقط در مقادیر مجزای انرژی با هم تفاوت داشته باشند که سطوح انرژی ویژه آن نامیده می‌شود. انتقال از یک حالت به حالت دیگر پدیده ای اسرارآمیز است که معمولاً از آن به عنوان "جهش کوانتومی" یاد می شود.

در میان سری‌های ناپیوسته حالت‌های یک سیستم اتم، وجود پایین‌ترین سطح، که شامل نزدیک شدن هسته‌ها به یکدیگر است، ضروری نیست، اما همچنان ممکن است. اتم ها در این حالت یک مولکول تشکیل می دهند. مولکول یک ثبات شناخته شده خواهد داشت. پیکربندی آن نمی تواند تغییر کند، حداقل تا زمانی که از بیرون با اختلاف انرژی لازم برای "بالا بردن" مولکول به نزدیک ترین و بالاترین سطح تامین شود. بنابراین، این تفاوت در سطوح، که یک مقدار کاملاً مشخص است، از نظر کمی درجه پایداری مولکول را مشخص می کند.

در هر دمایی (بالاتر از صفر مطلق) احتمال معینی، بیشتر یا کمتری برای صعود به یک سطح جدید وجود دارد و البته این احتمال با افزایش دما افزایش می یابد. بهترین راه برای بیان این احتمال، نشان دادن میانگین زمانی است که باید منتظر ماند تا صعود رخ دهد، یعنی نشان دادن «زمان انتظار». زمان انتظار به نسبت دو انرژی بستگی دارد: تفاوت انرژی مورد نیاز برای افزایش (W) و شدت حرکت حرارتی در دمای معین (ما با T دمای مطلق و با kT این مشخصه را نشان می‌دهیم؛ k ثابت بولتزمن است. 3/2kT نشان دهنده میانگین انرژی جنبشی یک اتم گاز در دمای T است.

تعجب آور است که چقدر زمان انتظار به تغییرات نسبتاً کوچک در نسبت W:kT بستگی دارد. به عنوان مثال، برای W که 30 برابر بیشتر از kT است، زمان انتظار تنها 1/10 ثانیه خواهد بود، اما زمانی که W 50 برابر بیشتر از kT است به 16 ماه و زمانی که W 60 برابر است به 30000 سال افزایش می یابد. kT بیشتر

دلیل حساسیت این است که زمان انتظار، بیایید آن را t بنامیم، به نسبت W:kT به عنوان تابع توان بستگی دارد، یعنی

τ - مقداری ثابت کوچک از مرتبه 10-13 یا 10-14 ثانیه. این عامل معنای فیزیکی دارد. مقدار آن مطابق با ترتیب دوره نوساناتی است که همیشه در سیستم رخ می دهد. به طور کلی می توانید بگویید: این عامل به این معنی است که احتمال انباشت مقدار مورد نیاز W، اگرچه بسیار کم است، اما بارها و بارها "در هر ارتعاش" تکرار می شود، یعنی. حدود 10 13 یا 10 14 بار در هر ثانیه.

تابع قدرت یک ویژگی تصادفی نیست. بارها و بارها در تئوری آماری گرما تکرار می‌شود و به عنوان ستون فقرات آن را تشکیل می‌دهد. این معیاری است برای عدم احتمال انباشت مقدار انرژی برابر با W به طور تصادفی در قسمتی خاص از سیستم، و این عدم احتمال است که زمانی که میانگین انرژی kT برای تجاوز از آستانه W مورد نیاز باشد، بسیار افزایش می یابد. بارها

با ارائه این ملاحظات به عنوان تئوری پایداری مولکولی، ما به طور ضمنی پذیرفتیم که جهش کوانتومی، که ما آن را «صعود» می‌نامیم، اگر به تجزیه کامل نگوییم، حداقل به پیکربندی متفاوتی از اتم‌های مشابه - به یک مولکول ایزومر منجر می‌شود. همانطور که گفته شد یک شیمیدان است، یعنی به یک مولکول متشکل از اتم های یکسان، اما در آرایش متفاوت (در کاربرد زیست شناسی، این می تواند نشان دهنده یک "آل" جدید از همان "مرکز" و یک جهش کوانتومی باشد. با یک جهش مطابقت دارد).

شیمیدان می داند که همان گروه از اتم ها می توانند به بیش از یک روش ترکیب شوند و مولکول ها را تشکیل دهند. به چنین مولکول هایی ایزومر می گویند، یعنی از همان قسمت ها تشکیل شده اند (شکل 6).

واقعیت قابل توجه این است که هر دو مولکول بسیار پایدار هستند - هر دو به گونه ای رفتار می کنند که گویی در "پایین ترین سطح" هستند. هیچ انتقال خود به خودی از یک حالت به حالت دیگر وجود ندارد. هنگامی که در زیست شناسی به کار می رود، ما فقط به انتقال هایی از این نوع "ایزومری" علاقه مند خواهیم بود، زمانی که انرژی مورد نیاز برای انتقال (کمی که با W نشان داده شده است) در واقع تفاوتی در سطوح نیست، بلکه یک گام از سطح اولیه به سطح است. آستانه (نگاه کنید به فلش در شکل 7). انتقال بدون آستانه بین حالت اولیه و نهایی به هیچ وجه جالب نیست، و نه تنها در رابطه با زیست شناسی. آنها واقعاً چیزی را در مورد پایداری شیمیایی مولکول ها تغییر نمی دهند. چرا؟ آنها اثر ماندگاری ندارند و مورد توجه قرار نمی گیرند. زیرا هنگامی که آنها رخ می دهند، تقریباً بلافاصله با بازگشت به حالت اولیه دنبال می شوند، زیرا هیچ چیز مانع چنین بازگشتی نمی شود.

برنج. 7. آستانه انرژی 3 بین سطوح ایزومری 1 و 2. فلش ها حداقل انرژی مورد نیاز برای انتقال را نشان می دهند.

فصلV. بحث و بررسی مدل دلبروک

ما می پذیریم که ژن در ساختار خود یک مولکول غول پیکر است که فقط قادر به تغییرات متناوب است که به بازآرایی اتم ها برای تشکیل یک مولکول ایزومر کاهش می یابد (برای راحتی، من همچنان این را یک انتقال ایزومر می نامم، هرچند که چنین خواهد بود. عدم امکان هرگونه مبادله با محیط زیست پوچ است). آستانه های انرژی که یک پیکربندی معین را از هر نوع ایزومری ممکن جدا می کند باید به اندازه کافی بالا باشد (نسبت به میانگین انرژی حرارتی یک اتم) تا انتقال ها را رویدادهای نادری ایجاد کند. ما این رویدادهای نادر را با جهش های خود به خود شناسایی خواهیم کرد.

اغلب پرسیده شده است که چگونه چنین ذره کوچکی از ماده - هسته یک تخم بارور شده - می تواند حاوی یک کد رمزگذاری پیچیده باشد که شامل کل توسعه آینده ارگانیسم است؟ به نظر می‌رسد که یک ترکیب منظم از اتم‌ها، که دارای ثبات کافی برای حفظ نظم خود برای مدت طولانی است، تنها ساختار مادی قابل تصوری باشد که در آن تنوع ترکیب‌های ممکن ("ایزومر") به اندازه کافی بزرگ است که شامل یک سیستم پیچیده باشد. "تعیین ها" در یک فضای حداقلی.

فصلVI. نظم، بی نظمی و آنتروپی

از تصویر کلی ماده ارثی که در مدل دلبروک ترسیم شده است، چنین برمی‌آید که ماده زنده، اگرچه از کنش «قوانین فیزیک» که تا به امروز ایجاد شده است در امان نیست، اما ظاهراً در درون خود «قوانین دیگر فیزیک» تا کنون ناشناخته است. بیایید سعی کنیم این را بفهمیم. در فصل اول توضیح داده شد که قوانین فیزیک همانطور که می شناسیم، قوانین آماری هستند. آنها به تمایل طبیعی اشیا به بی نظمی مربوط می شوند.

اما برای تطبیق پایداری بالای حاملان وراثت با اندازه کوچک آنها و دور زدن تمایل به بی نظمی، مجبور شدیم "مولکول" را اختراع کنیم، یک مولکول غیرعادی بزرگ، که باید شاهکاری از نظم بسیار متمایز محافظت شده توسط عصای جادویی نظریه کوانتومی قوانین شانس با این «اختراع» بی ارزش نمی شوند، اما جلوه آنها تغییر می کند. زندگی نشان دهنده رفتار منظم و منظم ماده است که نه تنها بر اساس تمایل به حرکت از نظم به بی نظمی، بلکه تا حدی بر وجود نظمی است که همیشه حفظ می شود.

ویژگی زندگی چیست؟ وقتی در مورد قطعه ای از ماده می گوییم زنده است؟ هنگامی که به "انجام کاری"، حرکت، تبادل مواد با محیط و غیره ادامه می دهد - و همه اینها برای مدت طولانی تر از آنچه ما انتظار داریم یک قطعه بی جان از ماده در شرایط مشابه انجام دهد. اگر یک سیستم بی جان منزوی شود یا در شرایط همگن قرار گیرد، همه حرکت ها معمولاً خیلی زود در نتیجه انواع مختلف اصطکاک متوقف می شود. تفاوت در پتانسیل های الکتریکی یا شیمیایی برابر می شود، موادی که تمایل به تشکیل ترکیبات شیمیایی دارند آنها را تشکیل می دهند، دما به دلیل هدایت حرارتی یکنواخت می شود. پس از این، سیستم به طور کلی محو می شود و به یک توده بی اثر مرده از ماده تبدیل می شود. حالت تغییرناپذیری حاصل می شود که در آن هیچ رویداد قابل توجهی رخ نمی دهد. فیزیکدان این حالت را حالت تعادل ترمودینامیکی یا "حداکثر آنتروپی" می نامد.

دقیقاً به این دلیل است که بدن از انتقال شدید به حالت بی اثر «تعادل» اجتناب می کند که بسیار مرموز به نظر می رسد: آنقدر اسرارآمیز که از زمان های قدیم فکر بشری فرض کرده است که نیروی ویژه، غیر فیزیکی و ماوراء طبیعی در حال کار است. بدن

چگونه یک موجود زنده از انتقال به تعادل اجتناب می کند؟ پاسخ ساده است: از طریق خوردن، آشامیدن، تنفس و (در مورد گیاهان) جذب. این با یک اصطلاح خاص - متابولیسم (از یونانی - تغییر یا مبادله) بیان می شود. معاوضه چی؟ در اصل بدون شک منظور متابولیسم بود. اما این که متابولیسم است که ضروری است، پوچ به نظر می رسد. هر اتم نیتروژن، اکسیژن، گوگرد و غیره. به خوبی هر نوع دیگری از همین نوع. با تبادل آنها چه چیزی می توان به دست آورد؟ پس آن چیز گرانبهایی در غذای ما وجود دارد که ما را از مرگ محافظت می کند؟

هر فرآیند، پدیده، رویداد، هر چیزی که در طبیعت اتفاق می افتد به معنای افزایش آنتروپی در بخشی از جهان است که در آن اتفاق می افتد. به همین ترتیب، یک موجود زنده به طور مداوم آنتروپی خود را افزایش می دهد - یا به عبارت دیگر، آنتروپی مثبت تولید می کند و بنابراین به حالت خطرناک حداکثر آنتروپی، که مرگ است، نزدیک می شود. او تنها با استخراج مداوم آنتروپی منفی از محیط خود می تواند از این حالت اجتناب کند، یعنی زنده بماند. آنتروپی منفی چیزی است که بدن از آن تغذیه می کند. یا، به بیان کمتر متناقض، نکته اساسی در مورد متابولیسم این است که ارگانیسم موفق می شود خود را از تمام آنتروپی که مجبور به تولید در زمانی است که زنده است خلاص کند.

آنتروپی چیست؟ این یک مفهوم یا ایده مبهم نیست، بلکه یک کمیت فیزیکی قابل اندازه گیری است. در دمای صفر مطلق (حدود -273 درجه سانتیگراد)، آنتروپی هر ماده صفر است. اگر یک ماده را به حالت دیگری تغییر دهید، آنتروپی با مقداری افزایش می‌یابد که با تقسیم هر بخش کوچکی از گرمای صرف شده در این روش بر دمای مطلقی که این گرما در آن صرف شده است، محاسبه می‌شود. به عنوان مثال، وقتی یک جامد را ذوب می کنید، آنتروپی با تقسیم گرمای همجوشی بر دمای نقطه ذوب افزایش می یابد. از اینجا می توانید ببینید که واحد اندازه گیری آنتروپی cal/°C است. برای ما بسیار مهمتر ارتباط آنتروپی با مفهوم آماری نظم و بی نظمی است، ارتباطی که توسط مطالعات بولتزمن و گیبز در فیزیک آماری کشف شد. همچنین یک رابطه کمی دقیق است و بیان می شود

آنتروپی =کورود به سیستمD

کجا ک- ثابت بولتزمن و D- اندازه گیری کمی اختلال اتمی در بدن مورد بررسی.

اگر D معیار بی نظمی باشد، می توان مقدار متقابل 1/D را به عنوان معیار نظم در نظر گرفت. از آنجایی که لگاریتم 1/D همان لگاریتم منفی D است، می توانیم معادله بولتزمن را به این صورت بنویسیم:

– (آنتروپی) =کورود به سیستم(1/D)

اکنون عبارت ناخوشایند "آنتروپی منفی" را می توان با عبارت بهتر جایگزین کرد: آنتروپی، که با علامت منفی گرفته می شود، خود معیاری برای نظم است. وسیله ای که یک ارگانیسم دائماً خود را در سطح بالایی از نظم (= سطح آنتروپی به اندازه کافی پایین) حفظ می کند، در واقع استخراج مداوم نظم از محیط خود است (برای گیاهان، منبع قدرتمند «آنتروپی منفی» آنها عبارت است از: البته، نور خورشید).

فصلهشتم. آیا زندگی بر اساس قوانین فیزیک است؟

هر آنچه در مورد ساختار ماده زنده می دانیم ما را به این انتظار می برد که فعالیت ماده زنده را نمی توان به قوانین عادی فیزیک تقلیل داد. و نه به این دلیل که «نیروی جدید» یا هر چیز دیگری وجود دارد که رفتار اتم‌های منفرد را در یک موجود زنده کنترل می‌کند، بلکه به این دلیل که ساختار آن با همه چیزهایی که تاکنون مطالعه کرده‌ایم متفاوت است.

فیزیک توسط قوانین آماری اداره می شود. در زیست شناسی ما با وضعیت کاملا متفاوتی مواجه هستیم. یک گروه منفرد از اتم ها که تنها در یک نسخه وجود دارند، پدیده های منظمی را تولید می کنند که به طرز شگفت انگیزی یکی در رابطه با دیگری و در رابطه با محیط خارجی، طبق قوانین بسیار ظریف تنظیم شده است.

در اینجا ما با پدیده‌هایی مواجه می‌شویم که رشد منظم و طبیعی آن‌ها را «مکانیسمی» مشخص می‌کند که کاملاً با «مکانیسم احتمال» فیزیک متفاوت است. در هر سلول، اصل راهنما در یک انجمن اتمی منفرد است که تنها در یک نسخه وجود دارد، و رویدادهایی را هدایت می کند که به عنوان مدلی از نظم عمل می کنند. این در هیچ جا به جز در ماده زنده مشاهده نمی شود. فیزیکدان و شیمیدان در حین مطالعه در مورد مواد بی جان، هرگز با پدیده هایی مواجه نشده اند که مجبور بوده اند این گونه تفسیر کنند. چنین موردی هنوز به وجود نیامده است و بنابراین نظریه آن را پوشش نمی دهد - نظریه آماری زیبای ما.

نظم مشاهده شده در آشکار شدن روند زندگی از منبع دیگری ناشی می شود. معلوم می‌شود که دو «مکانیسم» متفاوت وجود دارد که می‌توانند پدیده‌های منظمی را تولید کنند: یک «مکانیسم آماری» که «نظم خارج از نظم» را ایجاد می‌کند، و یک مکانیسم جدید که «نظم خارج از نظم» را ایجاد می‌کند.

برای توضیح این موضوع باید کمی جلوتر برویم و توضیحی را در بیانیه قبلی خود که همه قوانین فیزیکی مبتنی بر آمار هستند، و نه بهبودی وارد کنیم. این بیانیه که بارها و بارها تکرار می شد، نمی توانست به بحث و جدل منجر نشود. زیرا در واقع پدیده‌هایی وجود دارند که ویژگی‌های متمایز آن‌ها به وضوح بر اصل «نظم از نظم» استوار است و به نظر می‌رسد هیچ ارتباطی با آمار یا اختلال مولکولی ندارد.

چه زمانی یک سیستم فیزیکی "قانون پویا" یا "ویژگی های مکانیزم ساعت" را نشان می دهد؟ نظریه کوانتومی پاسخ کوتاهی به این سوال می دهد، یعنی در دمای صفر مطلق. با نزدیک شدن دما به صفر، اختلال مولکولی دیگر بر پدیده های فیزیکی تأثیر نمی گذارد. این «قضیه حرارتی» معروف والتر نرنست است که گاهی اوقات، و نه بی دلیل، نام بلند «قانون سوم ترمودینامیک» (اولین اصل بقای انرژی، دومی اصل آنتروپی). شما نباید فکر کنید که همیشه باید دمای بسیار پایین باشد. حتی در دمای اتاق، آنتروپی نقش بسیار کمی در بسیاری از واکنش های شیمیایی ایفا می کند.

برای ساعت های آونگی، دمای اتاق عملاً معادل صفر است. این دلیلی است که آنها "پویا" کار می کنند. ساعت‌ها می‌توانند به صورت پویا عمل کنند، زیرا از جامدات ساخته شده‌اند تا از اثرات مخرب حرکت حرارتی در دماهای معمولی جلوگیری کنند.

اکنون، فکر می‌کنم، چند کلمه برای فرمول‌بندی شباهت‌های مکانیسم ساعت و ارگانیسم لازم است. به سادگی و به طور انحصاری به این واقعیت خلاصه می شود که دومی نیز در اطراف یک جسم جامد ساخته شده است - یک کریستال غیر دوره ای که یک ماده ارثی را تشکیل می دهد که در درجه اول تحت تأثیر حرکت حرارتی تصادفی قرار نمی گیرد.

پایان. در مورد جبر و اراده آزاد

با توجه به آنچه در بالا گفته شد، واضح است که فرآیندهای مکانی-زمانی که در بدن یک موجود زنده رخ می دهد و با تفکر، خودآگاهی یا هر فعالیت دیگری مطابقت دارد، اگر کاملاً به طور دقیق تعیین نشده باشد، حداقل از نظر آماری تعیین شده است. تعیین شده است. این احساس ناخوشایند از آنجا به وجود می آید که معمولاً تصور می شود که چنین مفهومی با اراده آزاد در تضاد است که وجود آن با درون نگری مستقیم تأیید می شود. بنابراین، بیایید ببینیم که آیا بر اساس دو فرض زیر نمی‌توانیم نتیجه‌گیری درست و منسجمی به دست آوریم:

1. بدن من به عنوان یک مکانیسم خالص عمل می کند و از قوانین جهانی طبیعت پیروی می کند.
2. با این حال، من از تجربه غیرقابل انکار و مستقیم می دانم که اعمال بدنم را کنترل می کنم و نتایج آن اعمال را پیش بینی می کنم. این نتایج می تواند اهمیت زیادی در تعیین سرنوشت من داشته باشد، در این صورت من احساس می کنم و آگاهانه مسئولیت کامل اعمال خود را می پذیرم.

نویسنده در اینجا وقتی در مورد مکان "خواص" یا "شخصیت ها" در کروموزوم صحبت می کند، خود را نادرست بیان می کند. همانطور که خود او بیشتر اشاره می‌کند، کروموزوم خود ویژگی‌ها را شامل نمی‌شود، بلکه فقط ساختارهای مادی خاص (ژن‌ها) را شامل می‌شود، تفاوت‌هایی که در آن‌ها منجر به تغییراتی در ویژگی‌های خاص کل ارگانیسم می‌شود. این را باید مدام در نظر داشت، زیرا شرودینگر همیشه از عبارت کوتاه "خواص" استفاده می کند. - توجه داشته باشید خط

من این قطعه شرودینگر را کاملاً متوجه نشدم. متذکر می شوم که در متن بعدی که توسط مترجم در سال 1947 نوشته شده است، فلسفه شرودینگر از منظر مارکسیسم-لنینیسم نقد می شود... :) توجه داشته باشید باگوزینا

شرودینگر اروین، بیوگرافیکه در مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت، در سال 1887 در 12 اوت در وین متولد شد. او در آنجا در سال 1961 در 4 ژانویه درگذشت. اروین شرودینگر - فیزیکدان، برنده جایزه نوبل. او همچنین عضو چندین فرهنگستان علوم بود.

اطلاعات عمومی

شرودینگر اروین، عکسکه در بالا ارائه شد، معادلات موج ثابت و وابسته به زمان را فرموله کرد. آنها یک تفسیر اصلی از ماهیت تابع موج ارائه کردند. این دانشمند همچنین هویت مکانیک ماتریس و فرمالیسم را نشان داد، نظریه اغتشاش را توسعه داد و راه حل هایی برای تعدادی از مسائل بدست آورد. آثار علمی بسیاری خلق کرد. اروین شرودینگر - خالق مکانیک کوانتومی. او بر روی نظریه نسبیت عام کار کرد و تلاش های زیادی برای ساختن یک مفهوم یکپارچه از میدان انجام داد.

مبدا

پدر این دانشمند رودولف بود شرودینگر اروینتنها فرزند خانواده بود پدر یک کارآفرین موفق بود. او صاحب یک کارخانه تولید مشمع کف اتاق و پارچه روغنی بود. مادر این دانشمند دختر الکساندر بائر، شیمیدان بود. اروین در حین تحصیل در دانشکده فنی وین در سخنرانی های خود شرکت کرد. محیط خانواده و آموزش عالی والدین به رشد علایق متنوع کودک کمک کرده است. اروین تا 11 سالگی در خانه تحصیل کرد. در سال 1898 در ژیمنازیوم آکادمیک پذیرفته شد. عمدتاً علوم انسانی را مطالعه می کرد. همیشه بهترین شاگرد هر کلاس بود شرودینگر ارویندوست داشت درس بخواند، زیاد بخواند، زبان های خارجی را مطالعه کند. علاوه بر این، او تئاتر را دوست داشت.

آموزش و پرورش

اروین شرودینگر پس از قبولی در امتحانات مدرسه خود در دانشگاه وین ثبت نام کرد. این در سال 1906 اتفاق افتاد. در دانشگاه رشته های فیزیک و ریاضی را انتخاب کرد. اف اکسنر تأثیر ویژه ای در شکل گیری علایق مرد جوان داشت. او در مورد فیزیک سخنرانی می کرد و به مسائل فلسفی و روش شناختی علم اهمیت زیادی می داد. پس از ملاقات با اف. هاسنرل، اروین به جنبه های نظری فیزیک علاقه مند شد. از او بود که دانشمند آینده در مورد مسائل مبرم و مشکلاتی که هنگام تلاش برای حل آنها به وجود می آید آموخت. اروین در حین تحصیل در دانشگاه به تمامی روش های ریاضی فیزیک تسلط کامل داشت. کار پایان نامه دانشمند جوان اما تجربی بود. این کار به مطالعه تأثیر رطوبت بر ویژگی های الکتریکی برخی از مواد عایق (کهربا، آبنیت، شیشه) اختصاص داشت. اروین پس از قبولی در امتحانات و دفاع از شرودینگر، دکترای خود را دریافت کرد.

شروع یک حرفه

در اکتبر 1911، شرودینگر اروین به مؤسسه دوم فیزیک در دانشگاه وین بازگشت. در اینجا او دستیار Exner می شود. اروین کارگاه های فیزیک تدریس می کند و در تحقیقات شرکت می کند. در سال 1913 برای عنوان Privatdozent درخواست داد. سال بعد اروین آن را دریافت کرد. سپس می خواست تدریس فعال را آغاز کند، اما جنگ جهانی اول برنامه های او را قطع کرد. دانشمند جوان به ارتش فراخوانده شد. اروین در بخش های نسبتاً آرام جبهه خدمت می کرد. در سال 1917 او به عنوان معلم هواشناسی در وینر نوستات منصوب شد. رژیم خدمت او به او اجازه داد که ادبیات بخواند و روی مسائل علمی کار کند.

در حال حرکت

در سال 1918، شرودینگر به وین بازگشت. تقریباً در همان زمان، او پیشنهادی برای تصدی پست استادی فوق العاده در دانشگاه چرنیوتسی دریافت کرد. اما امپراتوری اتریش-مجارستان فروپاشید و شهر در نهایت به ایالت دیگری رسید. اتریش در یک بحران شدید اقتصادی قرار داشت، خانواده شرودینگر ورشکست شد. دانشمند جوان مجبور شد به دنبال شغل جدیدی باشد. در پاییز 1919، او پیشنهادی از مکس وین دریافت کرد. او ریاست مؤسسه فیزیک دانشگاه ینا را بر عهده داشت. وین از شرودینگر دعوت کرد تا دستیار و دانشیار دپارتمان شود. در سال 1920، در آوریل، دومی وارد ینا شد. با این حال او فقط 4 ماه در آنجا ماند. پس از این، شرودینگر به اشتوتگارت، به مدرسه عالی فنی رفت. در اینجا او به یک استاد فوق العاده تبدیل شد. با این حال، او مدت زیادی در اینجا کار نکرد. او شروع به دریافت پیشنهادات از دانشگاه های دیگر کرد. در نتیجه شرودینگر اروین مؤسسه ای را در برسلاو انتخاب کرد. در اینجا او در طول ترم تابستان سخنرانی های خود را ارائه کرد. پس از اتمام آن، شرودینگر دوباره شغل خود را تغییر داد.

زوریخ

شرودینگر در سال 1921 به این شهر نقل مکان کرد و رئیس یک بخش معتبر در دانشگاه محلی شد. در زوریخ وضعیت مالی او پایدارتر بود. علاوه بر این، فرصت های زیادی برای تفریح ​​وجود داشت (اروین عاشق اسکی و کوهنوردی بود)، ملاقات با دانشمندان برجسته و فعالیت های خلاقانه. با این حال، دوران او در زوریخ به دلیل بیماری خدشه دار شد. شرودینگر مبتلا به سل بود. به همین دلیل او 9 ماه را در کوه های آلپ سوئیس گذراند. در مورد فعالیت های خلاقانه، سال های سپری شده در زوریخ پربارترین سال ها بود.

برلین

کاری که انجام شد اروین شرودینگر، کتابکه توسط او در زوریخ منتشر شد، او را در محافل علمی به شهرت رساند. او به زودی یکی از نامزدهای پیشرو برای کرسی استادی در دانشگاه برلین شد. در سال 1927، در 1 اکتبر، دانشمند این پیشنهاد را پذیرفت و کار را آغاز کرد. او در برلین با بزرگترین شخصیت های علمی آشنا شد: انیشتین، پلانک، ماکس فون لائو. آنها دیدگاه محافظه کارانه او را در مورد مکانیک کوانتومی به اشتراک گذاشتند و تفسیر کپنهاگی آن را رد کردند. در دانشگاه، این دانشمند سخنرانی کرد، سمینارها را برگزار کرد و در رویدادهای سازمانی شرکت کرد. اما در کل خودش را حفظ کرد.

آکسفورد

شرودینگر دوران خود را در برلین به عنوان "بهترین سالهای تحصیل و تدریس" توصیف کرد. با این حال، دوره شگفت انگیز با آمدن هیتلر به پایان رسید. اروین که دیگر جوان نبود، نمی خواست در رژیم جدید زندگی و کار کند. او تصمیم می گیرد دوباره اوضاع را تغییر دهد. شرودینگر با وجود نگرش منفی خود نسبت به نازیسم، نظر خود را آشکارا بیان نکرد. علاوه بر این، او نمی خواست در روندها دخالت کند و سعی می کرد از سیاست فاصله بگیرد. اما حفظ چنین موقعیتی در آن زمان بسیار دشوار بود. این دانشمند در توضیح دلایل ترک گفت که تحمل آزار و اذیت سیاسی را ندارد. در سال 1933، شرودینگر دعوت نامه ای به آکسفورد دریافت کرد. به زودی به او اطلاع دادند که جایزه نوبل به او اعطا شده است.

عزت نفس

خاطرات نوشته شده توسط شرودینگر اروین. نقل قول هاآنها به وضوح او را به عنوان یک شخص توصیف می کنند. مثلاً تفکر خود را ارزیابی می کند. او در آثارش، مانند زندگی به طور کلی، از هیچ خط کلی خاصی که برای مدت طولانی طراحی شده بود، پیروی نمی کرد. شرودینگر می‌گوید: «علاقه‌مندی به چیزی همیشه به علاقه‌ای که دیگران به آن موضوع نشان می‌دهند بستگی دارد، در موارد نادری که من حرف اول را می‌زنم، اما اغلب کلمه دوم را می‌گویم، میل به تصحیح یا اعتراض...»

بازگشت به وطن

پس از پایان جنگ، شرودینگر اغلب دعوت نامه هایی برای آمدن به آلمان یا اتریش دریافت می کرد، اما آنها را رد می کرد. او تنها پس از امضای معاهده اتریش رضایت خود را برای بازگشت داد. در آغاز سال 1956، رئیس جمهور جمهوری حکمی را تصویب کرد که به دانشمند منصب شخصی به عنوان استاد در دانشگاه وین اعطا کرد. در آوریل همان سال، شرودینگر کار خود را در میهن خود آغاز کرد. اما پس از 2 سال به دلیل بیماری مجبور به ترک پست شد. این دانشمند آخرین سالهای زندگی خود را در روستای آلپباخ گذراند.

شرودینگر اروین: اکتشافات

کار لویی دو بروگلی تأثیر زیادی بر فعالیت های این دانشمند داشت. این شامل ایده ویژگی های موجی ماده بود. علاوه بر این، این دانشمند مقاله انیشتین در مورد نظریه کوانتومی گاز را مطالعه کرد. موفقیت فعالیت ها در این راستا با تسلط بر دستگاه ریاضی تضمین شد. شرودینگر تلاش کرد امواج بروگلی را در مورد ذرات برهم کنش با در نظر گرفتن اثرات نسبیتی تعمیم دهد. پس از مدتی، او سطوح انرژی را پیشنهاد کرد و آنها را به عنوان مقادیر ویژه برخی از اپراتورها نشان داد. اما آزمایش ساده ترین اتم هیدروژن نتایج ناامیدکننده ای به همراه داشت. دانشمند این کار را برای مدتی ترک کرد. متعاقبا، با بازگشت به آن، دریافت که این رویکرد نتایج رضایت بخشی را در تقریب غیر نسبیتی به دست می دهد.

در سال 1926، شرودینگر معادله موج را فرموله کرد و از آن برای یافتن سطوح انرژی گسسته اتم هیدروژن استفاده کرد. متعاقباً با تعمیم فرمول، او به این نتیجه رسید که سرعت یک ذره با شدت گروهی بسته موج یکسان است. علاوه بر این، دانشمند با استفاده از رویکرد خود، مشکل یک نوسانگر هارمونیک را حل کرد. شرودینگر در کار خود برای اولین بار از مفهوم "مکانیک موج" استفاده کرد. او با تعمیم روشی که توسط لرد ریلی به مفهوم ارتعاشات صوتی ایجاد شد، روشی را برای دستیابی به راه حل های تقریبی برای مسائل پیچیده فرموله کرد. این روش برای توصیف اثر استارک برای اتم هیدروژن استفاده شد. متعاقباً، دانشمند فرمولی ایجاد کرد که بعداً غیر ثابت نامیده شد. از این معادله برای توسعه نظریه آشفتگی های وابسته به زمان استفاده شد.

اثر اروین شرودینگر "زندگی چیست؟"

دستاوردهای این دانشمند امکان پی ریزی پایه های نظری شیمی را فراهم کرد. توسعه این علم به نوبه خود بر توسعه زیست شناسی مولکولی تأثیر زیادی گذاشت. کارگران سهم مستقیمی در این فرآیند داشتند اروین شرودینگر "زندگی چیست"این بر اساس سخنرانی هایی است که در کالج ترینیتی دوبلین در سال 1943 ارائه شده است. این اثر تحت تأثیر مقاله ای از دلبروک، زیمر و تیموفیف-رسوفسکی در سال 1935 ایجاد شده است. این نشریه به مطالعه جهش های ژنتیکی ناشی از تأثیر تابش گاما و اشعه ایکس برای توضیح این تغییرات، نویسندگان از نظریه اهداف استفاده کردند. این مقاله پایه و اساس کار شرودینگر بود که در دو بخش اخیر به بیان مکانیسم‌های جهش و وراثت پرداخته است به ویژه، نویسنده مفهوم آنتروپی منفی را معرفی می کند که به ارگانیسم ها اجازه می دهد تا افزایش آنتروپی را جبران کنند، که منجر به تعادل ترمودینامیکی و مرگ می شود.

آزمایش فکری

شرودینگر در طول فعالیت علمی خود در یکی از مطالعات خود می خواست ناقص بودن نظریه مکانیک کوانتومی را در یک موقعیت خاص نشان دهد. به طور خاص، انتقال از ساختارهای زیراتمی به ساختارهای ماکروسکوپی مورد مطالعه قرار گرفت. چه پیشنهادی داشت؟ اروین شرودینگر؟ گربهبه همراه دستگاه جهنمی در یک محفظه فولادی بسته قرار می گیرد. دومی یک شمارنده گایگر حاوی یک ماده رادیواکتیو در داخل است. اما آنقدر کوچک است که تنها یک اتم می تواند در یک ساعت تجزیه شود. با این حال، با همان احتمال ممکن است این اتفاق نیفتد. چیزی که اروین شرودینگر به ویژه بر آن تاکید کرد این است که گربه نباید مستقیماً به ماشین دسترسی داشته باشد. اگر از هم پاشیدگی رخ دهد، لوله مطالعه تخلیه می شود و رله کار می کند که چکش را پایین می آورد و فلاسک را با اسید هیدروسیانیک می شکند. در مرحله بعد، پیشنهاد می شود سیستم را به مدت یک ساعت به حال خود رها کنید. در نتیجه، اروین شرودینگر نتیجه‌گیری می‌کند، جعبه سیاه عدم قطعیتی که در ابتدا محدود به جهان اتمی بود را به یک جهان ماکروسکوپی تبدیل می‌کند. با مشاهده مستقیم می توان آن را از بین برد. این شرایط درک "مدل تاری" به عنوان منعکس کننده واقعیت را دشوار می کند. با رها کردن سیستم به مدت یک ساعت می توان نتیجه گرفت که گربه پس از گذشت زمان در صورت عدم پوسیدگی زنده می ماند. در اولین شکاف، حیوان خواهد مرد. با توجه به مکانیک کوانتومی، اگر هیچ مشاهده ای از هسته وجود نداشته باشد، با استفاده از برهم نهی توصیف می شود. به نوبه خود بیانگر حالت های پوسیده و پوسیده است. بر این اساس، گربه ای که در سلول نشسته است، هم زنده است و هم مرده. اگر آن را باز کنید، ناظر فقط یک حالت را می بیند. سوال این است: چه زمانی سیستم وجود خود را از دست می دهد و یک موقعیت را انتخاب می کند؟ هدف این آزمایش نشان دادن ناقص بودن مکانیک کوانتومی بدون قوانین خاص است. آنها شرایطی را نشان می دهند که در آن فروپاشی رخ می دهد. واضح است که گربه باید مرده یا زنده باشد، زیرا در واقعیت هیچ حالت سردرگمی وجود ندارد. یک قانون مشابه در مورد هسته اعمال می شود. لزوماً متلاشی یا دست نخورده خواهد بود.

دکترین رنگ

او در آزمایشگاه Exner مورد توجه ویژه قرار گرفت. شرودینگر جنبه نظری موضوع را مورد مطالعه قرار داد. نتایج کار او در مقاله ای منتشر شده در سال 1920 ارائه شد. به عنوان پایه، دانشمند نه از مثلث مسطح رنگ، بلکه از یک فضای سه بعدی با سه بردار پایه استفاده کرد. سایه های طیفی خالص روی سطح یک شکل خاص (مخروط) قرار دارند. حجم با رنگ های ترکیبی پر شده است (مثلاً سفید). هر سایه بردار شعاع خود را دارد. سپس تعدادی از ویژگی های کمی تعیین می شود (مثلاً روشنایی). این اجازه می دهد تا مقادیر نسبی رنگ های مختلف به طور عینی مقایسه شوند. شرودینگر قوانین هندسه ریمانی را در فضای سه بعدی معرفی می کند. حداقل فاصله بین دو نقطه باید نشانگر کمی تفاوت بین رنگ ها باشد. متعاقباً، دانشمند متریک فضایی را پیشنهاد کرد که به فرد امکان می دهد روشنایی را مطابق قانون وبر-فچنر محاسبه کند. شرودینگر چندین کار را به ویژگی های فیزیولوژیکی دستگاه بینایی اختصاص داد و یک بررسی گسترده در مورد درک رنگ نوشت. او در یکی از مقالات سعی کرد حساسیت چشم ها را به نور با طول موج های مختلف و ترکیب طیفی تابش خورشیدی مرتبط کند. این دانشمند معتقد بود که میله های حساس به رنگ (گیرنده هایی در شبکیه که مسئول دید در شب هستند) در مراحل اولیه تکامل حتی زودتر از مخروط ها ظاهر می شوند. همانطور که شرودینگر استدلال کرد، این تغییرات را می توان در ساختار چشم تشخیص داد. کار او به او اجازه داد تا اواسط دهه 1920 کسب کند. شهرت به عنوان یکی از کارشناسان برجسته در تحقیقات رنگ. اما از آن زمان به بعد توجه او به مشکلات کاملاً متفاوتی معطوف شد. پس از آن، او هرگز به مطالعه گل ها بازگشت.

فیزیکدان نظری اتریشی.

برنده جایزه نوبل فیزیک.

نتیجه گیری اروین شرودینگرفرضیه به معادله آن کمک کرد لویی دو بروگلی.

تا سال 1927، یک موقعیت دراماتیک در فیزیک کوانتومی ایجاد شده بود - این یک درام از ایده ها بود.
شرودینگرمتقاعد شده بود که اساس دانش در مورد فرآیندهای کوانتومی باید مفهوم امواج پیوسته باشد.
هایزنبرگاما او بر عکس آن متقاعد شد - مفهوم رویدادهای گسسته، جهش های کوانتومی باید به عنوان پایه ای برای مکانیک کوانتومی جدید در نظر گرفته شود.
هر دوی آنها طبق اصل کاهش عمل کردند. فقط شرودینگر به دنبال این بود که همه چیز را به تداوم تقلیل دهد، هایزنبرگبر امکان تقلیل همه چیز به گسسته پافشاری کرد.
بور نهمی تواند هر یک از این موقعیت ها را اتخاذ کند.
او به دنبال ساخت نظریه کوانتومی به گونه ای بود که فرآیندهای گسسته و پیوسته به طور ارگانیک در تصویر فرآیندهای طبیعی گنجانده شوند.

Ovchinnikov N.F.، اصول روش شناختی در تاریخ اندیشه علمی، M.، "Editorial URSS"، 1997، ص. 185-186.

«… شرودینگردر دوبلین مستقر شد. در سال 1944 کتاب «زندگی چیست؟» منتشر شد. تلاشی جذاب اما ناموفق برای اعمال فیزیک کوانتومی در موجودات زنده است. ایده های او مبتنی بر مفهوم "negentropy" - تمایل موجودات زنده به نافرمانی از قانون دوم ترمودینامیک (یا به نوعی دور زدن اثر آن) بود. شرودینگر تأکید کرد که ژن های موجودات زنده باید مولکول های پیچیده ای باشند که حاوی دستورالعمل های رمزگذاری شده باشند. این مولکول ها اکنون DNA نامیده می شوند، اما ساختار آنها تنها در سال 1953 کشف شد فرانسیس کریکو جیمز واتسون، الهام گرفته شده - تا حدی - توسط شرودینگر. در ایرلند، شرودینگر نگرش باز خود را نسبت به تمایلات جنسی، داشتن روابط با دانشجویان دختر و تبدیل شدن به پدر دو فرزند از مادران مختلف حفظ کرد.

ایان استوارت، حقیقت و زیبایی: تاریخچه جهانی تقارن، M.، "Astrel"; "Corpus"، 2010، ص. 318-319.

اروین شرودینگردر کتاب: زندگی از دیدگاه یک فیزیکدان چیست؟ «... نشان داد که کار علیه آنتروپی را نمی‌توان جز از طریق «مصرف نظم» انجام داد. به قیمت افزایش آنتروپی سیستم های دیگر.با فراوانی خارجی، سیستم‌های غیرتعادلی باز، حجم کار ضد آنتروپیک را افزایش می‌دهند و فضای فعالیت زندگی را تا حد ممکن به تصرف خود در می‌آورند. دیر یا زود، رشد گسترده منجر به تخلیه منابع موجود می شود - و در نتیجه، یک بحران خاص در رابطه بین سیستم غیر تعادلی و محیط تشدید می شود.

Panov A.D. , Invariants of universal evolution and evolution in the multiverse, in Sat.: Universal evolutionism and global problems / Rep. ویرایش: V.V. کازیوتینسکی، E.A. مامچور، م.، موسسه فلسفه RAS، 2007، ص. 67.

«... تمایل به فراموشی وجود دارد که همه علوم طبیعی با فرهنگ جهانی بشری مرتبط هستند و اکتشافات علمی، حتی آنهایی که در حال حاضر پیشرفته‌ترین و قابل دسترس‌ترین برای درک عده معدودی به نظر می‌رسند، هنوز هم هستند. بی معنی خارجبافت فرهنگی آن . آن علم نظری که تشخیص نمی‌دهد که ساخت‌های آن، مرتبط‌ترین و مهم‌ترین، در نهایت در خدمت گنجاندن مفاهیمی است که برای همسان سازی قابل اعتماد توسط قشر تحصیل کرده جامعه و تبدیل شدن به بخشی ارگانیک از تصویر کلی جهان در نظر گرفته شده است. تکرار می‌کنم علم نظری، که نمایندگان آن ایده‌هایی را در یکدیگر به زبانی القا می‌کنند که در بهترین حالت، فقط برای گروه کوچکی از همسفران نزدیک قابل درک است - چنین علمی قطعاً از بقیه فرهنگ بشری جدا می‌شود. در آینده محکوم به ناتوانی و فلج است، مهم نیست که چقدر ادامه داشته باشد و هر چقدر هم که این سبک برای تعداد معدودی منتخب، در درون این گروه های منزوی از متخصصان با سرسختی حفظ شود.»

اروین شرودینگر، آیا جهش های کوانتومی وجود دارند؟ / برگزیده آثار مکانیک کوانتومی، م.، «ناوکا»، 1976، ص. 261.

"ما به وضوح احساس می کنیم که اکنون در حال به دست آوردن مطالب قابل اعتماد برای متحد کردن همه چیزهایی که می دانیم در یک کل هستیم، اما از سوی دیگر، تسلط یک ذهن بیش از یک بخش کوچک تخصصی از علم تقریبا غیرممکن می شود. من هیچ راهی برای برون رفت از این وضعیت نمی بینم... مگر اینکه برخی از ما جرأت ترکیبی از واقعیت ها و نظریه ها را داشته باشیم، اگرچه دانش ما در برخی از این زمینه ها ناقص خواهد بود...»

اروین شرودینگر، زندگی از دیدگاه یک فیزیکدان چیست، م.، اتمیزدات، 1972، ص. 10-11.

اروین شرودینگراین اصطلاح را وارد گردش علمی کرد "عینیت توصیف", یعنی توانایی یک نظریه علمی برای توصیف واقعیت بدونپیوند به ناظر ...

اروین شرودینگرمی دانست ششزبان ها

توجه دارم که در اتحاد جماهیر شوروی یک زیست شناس A.A. مالینوفسکی(پسر A.A. بوگدانوف) «...به خطر و ریسک خودم کتابی کوچک اما عمیق از یکی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی را ترجمه و منتشر کردم. اروین شرودینگر«زندگی چیست؟ از دیدگاه یک فیزیکدان، که به خاطر آن مورد آزار سمی قرار گرفت لیسنکو، از کار اخراج شد و تنها پس از سه سال مصیبت، چشم پزشک معروف فیلاتوف در اودسا جرات کرد او را به محل کار خود ببرد."

Katsura A.V.، در تعقیب ورق سفید، M.، "Rainbow"، 2000، ص. 189.

نوعی کیفیت "ثانویه" وجود داشت. او خود به ندرت با یک مشکل علمی خاص برخورد می کرد. ژانر مورد علاقه او پاسخ به تحقیقات علمی دیگران، توسعه این اثر یا انتقاد از آن بود. با وجود این واقعیت که شرودینگر خود ذاتاً فردگرا بود، او همیشه به فکر دیگران و حمایت برای کار بیشتر نیاز داشت. با وجود این رویکرد عجیب و غریب، شرودینگر موفق شد اکتشافات زیادی انجام دهد.

اطلاعات بیوگرافی

نظریه شرودینگر اکنون نه تنها برای دانشجویان گروه های فیزیک و ریاضی شناخته شده است. برای هر کسی که به علم عامه علاقه دارد جالب خواهد بود. این نظریه توسط فیزیکدان معروف E. Schrödinger ایجاد شد که به عنوان یکی از خالقان مکانیک کوانتومی در تاریخ ثبت شد. این دانشمند در 12 اوت 1887 در خانواده صاحب یک کارخانه پارچه روغنی به دنیا آمد. دانشمند آینده که به خاطر معمای خود در سراسر جهان مشهور است، از کودکی به گیاه شناسی و طراحی علاقه داشت. اولین مربی او پدرش بود. در سال 1906، شرودینگر تحصیلات خود را در دانشگاه وین آغاز کرد و در طی آن شروع به تحسین فیزیک کرد. هنگامی که جنگ جهانی اول فرا رسید، دانشمند به عنوان یک توپخانه خدمت کرد. در اوقات فراغت به مطالعه نظریات آلبرت انیشتین می پرداخت.

در آغاز سال 1927، وضعیت شگرفی در علم ایجاد شده بود. شرودینگر معتقد بود که اساس نظریه فرآیندهای کوانتومی باید ایده تداوم موج باشد. برعکس، هایزنبرگ معتقد بود که اساس این حوزه دانش باید مفهوم گسست امواج و همچنین ایده جهش های کوانتومی باشد. نیلز بور هیچ یک از این سمت ها را نپذیرفت.

پیشرفت در علم

شرودینگر به خاطر ایجاد مفهوم مکانیک امواج در سال 1933 جایزه نوبل را دریافت کرد. با این حال، با توجه به سنت های فیزیک کلاسیک، دانشمند نمی توانست در مقوله های دیگر فکر کند و مکانیک کوانتومی را شاخه ای کامل از دانش نمی دانست. او نمی توانست به رفتار دوگانه ذرات راضی باشد و سعی کرد آن را منحصراً به رفتار موجی تقلیل دهد. شرودینگر در بحث خود با N. Bohr آن را اینگونه بیان می کند: "اگر ما قصد داریم این جهش های کوانتومی را در علم حفظ کنیم، آنگاه من به طور کلی از اینکه زندگی خود را با فیزیک اتمی مرتبط کردم پشیمان هستم."

کارهای بعدی محقق

علاوه بر این، شرودینگر نه تنها یکی از خالقان مکانیک کوانتومی مدرن بود. این دانشمندی بود که اصطلاح «عینیت توصیف» را وارد کاربرد علمی کرد. این توانایی نظریه های علمی برای توصیف واقعیت بدون مشارکت ناظر است. تحقیقات بیشتر او به نظریه نسبیت، فرآیندهای ترمودینامیکی و الکترودینامیک غیرخطی Born اختصاص داشت. دانشمندان همچنین چندین تلاش برای ایجاد یک نظریه میدان یکپارچه انجام داده اند. علاوه بر این، ای. شرودینگر به شش زبان صحبت می کرد.

معروف ترین معما

نظریه شرودینگر، که در آن همان گربه ظاهر می شود، ناشی از انتقاد دانشمند از نظریه کوانتومی است. یکی از فرضیه های اصلی آن بیان می کند که در حالی که سیستم مشاهده نمی شود، در حالت برهم نهی قرار دارد. یعنی در دو یا چند حالت که وجود یکدیگر را منتفی می کنند. وضعیت برهم نهی در علم این تعریف را دارد: این توانایی یک کوانتوم است که می تواند یک الکترون، فوتون یا مثلاً هسته یک اتم باشد که همزمان در دو حالت یا حتی در دو نقطه باشد. در فضا در لحظه ای که هیچ کس آن را مشاهده نمی کند.

اشیاء در جهان های مختلف

درک چنین تعریفی برای یک فرد عادی بسیار دشوار است. به هر حال، هر شیء جهان مادی می تواند یا در یک نقطه از فضا باشد یا در نقطه ای دیگر. این پدیده را می توان به صورت زیر نشان داد. ناظر دو جعبه را می گیرد و یک توپ تنیس را در یکی از آنها می گذارد. مشخص خواهد شد که در یک جعبه است و در دیگری نیست. اما اگر یک الکترون را در یکی از ظروف قرار دهید، عبارت زیر درست خواهد بود: این ذره به طور همزمان در دو جعبه است، مهم نیست که چقدر متناقض به نظر می رسد. به همین ترتیب، یک الکترون در یک اتم در یک زمان یا زمان دیگر در یک نقطه کاملاً مشخص قرار ندارد. در اطراف هسته که در تمام نقاط مدار به طور همزمان قرار دارد می چرخد. در علم به این پدیده «ابر الکترونی» می گویند.

دانشمند چه چیزی را می خواست ثابت کند؟

بنابراین، رفتار اجسام کوچک و بزرگ طبق قوانین کاملاً متفاوتی اجرا می شود. در دنیای کوانتومی قوانینی وجود دارد و در جهان کلان قوانین کاملاً متفاوتی وجود دارد. با این حال، هیچ مفهومی وجود ندارد که انتقال از دنیای اشیای مادی آشنا برای مردم به دنیای خرد را توضیح دهد. نظریه شرودینگر به منظور نشان دادن ناکافی بودن تحقیقات در زمینه فیزیک ایجاد شد. دانشمند می خواست نشان دهد که علمی وجود دارد که هدف آن توصیف اجسام کوچک است و حوزه ای از دانش وجود دارد که اشیاء معمولی را مطالعه می کند. تا حد زیادی به لطف کار این دانشمند، فیزیک به دو حوزه تقسیم شد: کوانتومی و کلاسیک.

نظریه شرودینگر: توصیف

این دانشمند آزمایش فکری معروف خود را در سال 1935 شرح داد. شرودینگر در اجرای آن بر اصل برهم نهی تکیه کرد. شرودینگر تأکید کرد که تا زمانی که فوتون را مشاهده نکنیم، می تواند یک ذره یا یک موج باشد. هم قرمز و هم سبز؛ هم گرد و هم مربع این اصل عدم قطعیت، که مستقیماً از مفهوم دوآلیسم کوانتومی ناشی می شود، توسط شرودینگر در معمای معروف خود درباره گربه استفاده شد. معنای آزمایش به طور خلاصه به شرح زیر است:

• یک گربه در یک جعبه در بسته و همچنین یک ظرف حاوی اسید هیدروسیانیک و یک ماده رادیواکتیو قرار داده می شود.
• هسته می تواند در عرض یک ساعت متلاشی شود. احتمال این 50 درصد است.
• اگر یک هسته اتم تجزیه شود، توسط شمارنده گایگر ثبت می شود. مکانیسم کار خواهد کرد و جعبه سم شکسته خواهد شد. گربه خواهد مرد.
• اگر پوسیدگی رخ ندهد، گربه شرودینگر زنده خواهد بود.

بر اساس این نظریه، تا زمانی که گربه مشاهده نشود، به طور همزمان در دو حالت (مرده و زنده) قرار دارد، درست مانند هسته یک اتم (پوسیده یا پوسیده نشده). البته این تنها بر اساس قوانین دنیای کوانتومی امکان پذیر است. در عالم کلان، گربه نمی تواند همزمان زنده و مرده باشد.

پارادوکس ناظر

برای درک ماهیت نظریه شرودینگر، درک پارادوکس ناظر نیز ضروری است. معنای آن این است که اشیاء جهان خرد تنها زمانی می توانند به طور همزمان در دو حالت باشند که مشاهده نشوند. به عنوان مثال، به اصطلاح "آزمایش با 2 شکاف و یک ناظر" در علم شناخته شده است. دانشمندان باریکه ای از الکترون ها را به صفحه ای مات هدایت کردند که در آن دو شکاف عمودی ایجاد شده بود. در صفحه پشت صفحه، الکترون ها الگوی موجی را ترسیم کردند. به عبارت دیگر نوارهای سیاه و سفید باقی گذاشتند. زمانی که محققان می‌خواستند نحوه عبور الکترون‌ها از میان شکاف‌ها را مشاهده کنند، ذرات تنها دو نوار عمودی را روی صفحه نمایش دادند. آنها مانند ذرات رفتار می کردند، نه مانند امواج.

توضیح کپنهاگ

توضیح مدرن نظریه شرودینگر، کپنهاگ نامیده می شود. بر اساس پارادوکس ناظر، به نظر می رسد: تا زمانی که هیچ کس هسته یک اتم را در سیستم مشاهده نکند، به طور همزمان در دو حالت است - پوسیده و تجزیه نشده. با این حال، این بیانیه که یک گربه در همان زمان زنده و مرده است، بسیار اشتباه است. به هر حال، در عالم کلان هرگز همان پدیده هایی که در عالم صغیر وجود دارد مشاهده نمی شود.

بنابراین، ما در مورد سیستم "هسته گربه" صحبت نمی کنیم، بلکه در مورد این واقعیت است که شمارنده گایگر و هسته اتم به هم پیوسته هستند. هسته می تواند یک حالت یا حالت دیگر را در لحظه ای که اندازه گیری ها انجام می شود انتخاب کند. با این حال، این انتخاب در لحظه ای که آزمایشگر جعبه را با گربه شرودینگر باز می کند، انجام نمی شود. در واقع باز شدن جعبه در عالم کلان صورت می گیرد. به عبارت دیگر در سیستمی که از دنیای اتمی بسیار دور است. بنابراین، هسته دقیقاً در لحظه ای که به آشکارساز شمارنده گایگر برخورد می کند، وضعیت خود را انتخاب می کند. بنابراین، اروین شرودینگر در آزمایش فکری خود این سیستم را به طور کامل توصیف نکرد.

نتیجه گیری کلی

بنابراین، اتصال کلان سیستم به دنیای میکروسکوپی کاملاً صحیح نیست. در جهان کلان، قوانین کوانتومی قدرت خود را از دست می دهند. هسته یک اتم تنها در عالم صغیر می تواند به طور همزمان در دو حالت باشد. این را نمی توان در مورد گربه گفت، زیرا این شیء عالم کلان است. بنابراین، تنها در نگاه اول به نظر می رسد که گربه در لحظه باز شدن جعبه از یک برهم نهی به یکی از حالات عبور می کند. در حقیقت، سرنوشت آن در لحظه ای تعیین می شود که هسته اتم با آشکارساز تعامل می کند. نتیجه را می توان به صورت زیر گرفت: وضعیت سیستم در معمای اروین شرودینگر هیچ ربطی به شخص ندارد. این بستگی به آزمایشگر ندارد، بلکه به آشکارساز - جسمی که هسته را "مشاهده" می کند.

ادامه مفهوم

نظریه شرودینگر با کلمات ساده به شرح زیر است: در حالی که ناظر به سیستم نگاه نمی کند، می تواند در دو حالت به طور همزمان باشد. با این حال، دانشمند دیگری به نام یوجین ویگنر فراتر رفت و تصمیم گرفت مفهوم شرودینگر را به نقطه پوچ کامل برساند. ویگنر گفت: «ببخشید!» شریک نمی داند خود آزمایشگر در لحظه ای که جعبه را با گربه باز کرد دقیقاً چه چیزی را دید. گربه شرودینگر از برهم نهی بیرون می آید. با این حال، نه برای یک ناظر همکار. فقط در لحظه ای که سرنوشت گربه برای گربه مشخص می شود می توان در نهایت حیوان را زنده یا مرده نامید. علاوه بر این، میلیاردها نفر در سیاره زمین زندگی می کنند. و تنها زمانی می توان حکم نهایی را صادر کرد که نتیجه آزمایش به مالکیت همه موجودات زنده درآید. البته، شما می توانید سرنوشت گربه و نظریه شرودینگر را به طور خلاصه به همه مردم بگویید، اما این یک فرآیند بسیار طولانی و پر زحمت است.

اصول دوگانگی کوانتومی در فیزیک هرگز توسط آزمایش فکری شرودینگر رد نشد. به یک معنا می توان گفت که هر موجودی نه زنده است و نه مرده (در برهم نهی) تا زمانی که حداقل یک نفر آن را مشاهده نکند.