زندگینامه اروین شرودینگر – فیزیکدان

آروین شرودینگر,اروین شرودینگر حیات چیست,اروین شرودینگر کیست
لطفا به این مطلب رای دهید
[رای ها : 2 امتیاز : 4]

اروین شرودینگر کیست؟ (زندگینامه دانشمندان)

آروین شرودینگر بزرگترین و موثرترین بنیان گذار فیزیک اتمی، در ۱۲ آگوست سال ۱۸۸۷ در وین پایتخت اتریش متولد شد. دامنه علاقه مندی او بسیار گسترده بود. چنان که پس از اتمام تحصیاتش در رشته شیمی کسب درجه دکتری در سال ۱۹۱۰، برا آن شد که همه وقت زندگیش را به نقاشی به سبک ایتالیایی بپردازد اما پس از مدتی به گیاه شناسی علاقه مند گردید و نتیجه بررسی های خود در این زمینه را به صورت مجموعه ای با عنوان تکامل نسل گیاهان به چاپ رسانید. از سوی دیگر، به زبان مادریش، آلمانی، علاقه ای فراوان نشان می داد و شعر و ادبیات کهن آلمانی را ستایش می کرد. به هر حال، در دوران تحصیل در رشته شیمی دیدگاه های بولتزمن روی او اثری ژرف گذاشت. از آنجا که از به خاطر سپردن مفاهیم بیزار بود در خلال سال هایی که در دانشگا وین به کار مشغول بود، به هدایت پروژه های کاربردی و عملی پرداخت و یادگیریش تنها متکی به حفظ کردن مفاهیم نباشد. با شروع جنگ جهانی اول به جبهه های جنگ شتافت و مدتی به عنوان افسر توپخانه به خدمت مشغول گردید.

معادله اروین شرودینگر

در سال ۱۹۲۰ در پی پیشنهادهای بسیار،‌ تدریس در دانشگاه زوریخ آلمان را پذیرفت و شش سال را در این دانشگاه سپری نمود. در این سال ها، مقاله هایی در زمنیه گرمای ویژه جامدها، ترمودینامیک آماری و طیف های تمی توسط وی نگاشته شد. بزرگترین کار آروین شرودینگر، ارایه معادله موج در سال ۱۹۲۶ بود. از آن جهت که در آن روزگار پایتخت آلمان یکی از مراکز بزرگ و فعال علمی به شمار می رفته، آروین شرودینگر در سال ۱۹۲۷ به برلین رت و در آنجا به عنوان جانشین ماکس پلانگ مشغول به کار شد.

در سال ۱۹۳۳ آروین شرودینگر به طور مشترک با پل دیراک جایزه نوبل فیزیک را دریافت نمود. با افزایش روز افزورن قدرت هیلتر شرودینگر بر آن شد که آمان را ترک کند. او اول به انگلیس رفت و به عضویت در دانشگاه آکسفورد در آمد. وی پس از آن راه ایتالیا را پیش گرفت، اما پس از اقامتی کوتاه به دوبلیر پایتخت ایرلند جنوبی رفت و در آنجا مدیریت بخش فیزیک را در انجمنی که به تازگی برای پژوهش های پیشرفته دایر شده بود، به عهده گرفت و تا زمان بازنشتگی در دوبلین ماند. آروین شرودینگر پس از بازنشستگی به وین برگشت و در ۴ ژانویه سال ۱۹۶۱ پس از یک بیماری طولانی در سن ۷۳ سالگی چشم از جهان فرو بست.

اروین شرودینگر گربه

آروین شرودینگر,اروین شرودینگر حیات چیست,اروین شرودینگر کیست

محققین گمان می کنند به زودی می توانند راه حلی برای یکی از غامض ترین مسائل فیزیک جدید بیابند: پیداکردن راهی برای اعدام گربه شرودینگر. گربه خیالی شرودینگر از سال ۱۹۳۵ تاکنون با دانشمندان لجبازی کرد و آنان را سردرگم کرده است. هیچ کس تنفر گربه دوستان را در سال ۱۹۳۵ از یاد نبرده چرا که در آن سال از یک گربه برای انجام آزمایشی جهت بیان وضعیت های دشواری که در تئوری کوانتوم به وجود می آید استفاده گردید.

اروین شرودینگر فیزیکدان اتریشی تئوری کوانتوم را ارائه نمود و در توسعه آن نقش بسیار موثری ایفا کرد. تئوری کوانتوم که اغلب از آن به عنوان یکی از موفق ترین تئوری های علمی نام برد ـ چرا که بدون آن فاقد لیزر، سلاح های هسته ای و بسیاری از اختراعات دیگر بودیم ـ برای ما توضیح می دهد که طبیعت در سطوح زیر اتمی چگونه رفتار می کند. در سطوح زیراتمی قواعد فیزیک کلاسیک که هر روزه آنها را تجربه می کنیم، اعتبار و کارآیی خود را از دست می دهند. به طور مثال می توان گفت ذرات زیر اتمی در یک آن می توانند در دو مکان متفاوت باشند، دیگر آنکه به نظر می رسد می توان اطلاعات را سریع تر از سرعت نور انتقال داد.

قواعد حاکم بر دنیای کوانتوم آنچنان عجیب می باشد که حتی آلبرت اینشتین هم دست هایش را به علامت تسلیم بالا برد و گفت: “اگر فیزیک کوانتوم، صحیح باشد، آن وقت باید اذعان کرد، قوانین دنیا بسیار عجیب است.” حتی خود اروین شرودینگر هم از تفسیر یافته های خود ناخرسند بود و با تأسف بسیار به یکی از همکاران خود گفته است: “از این که در مورد تئوری کوانتوم کار می کند چندان راضی نیست”.

اروین شرودینگر گربه,زندگینامه اروین شرودینگر,زندگینامه دانشمندان

مسئله ای که اینشتین، شرودینگر و فیزیکدانان بعد از آنها را، تا این حد متحیر کرد تقابل این مشاهدات با واقعیت ها بود.

مطابق تئوری کوانتوم، ذرات فقط وقتی وجود دارند که بتوان آنها را «مشاهده» کرد.

هر چند که تجربیات هر روزه ما چیزی خلاف این را بیان می کند. در شروع کار، توصیف اروین شرودینگر از تابع موج ـ مفهومی ریاضی که موقعیت و حرکت های ممکن ذرات را بیان می کند. بسیار عجیب به نظر می رسید. 9 سال بعد وی آزمایش گربه را طراحی کرد تا بتواند توسط این آزمایش اختلاف بین واقعیت های ملموس توسط انسان و واقعیت های دنیای کوانتوم را که خود خالق آن بود بیان کند. در این “آزمایش ذهنی” که بعضی اوقات از آن به عنوان آزمایشی خیالی نیز نام می برند، او اتاقی دربسته یا جعبه ای را تصور نمود که گربه ای زنده درون آن قرار داشت و نیز حاوی “وسیله ای جهنمی” شامل یک شیشه سیانور و مقدار کمی ماده رادیواکتیو است. این مقدار ماده رادیواکتیو آن قدر کم است که در طول یک ساعت ممکن است یکی از اتم های ماده رادیواکتیو متلاشی شود، اما با احتمالی مشابه ممکن است هیچ کدام از اتم ها دچار تلاشی نشود. اگر اتم رادیواکتیو تجزیه گردد، پرتوهای حاصل یک شمارشگر گایگر را به کار می اندازد و از طریق یک رله، چکش کوچکی را فعال می کند که شیشه سیانور را می شکند و باعث مرگ گربه می شود. می توان گفت بعد از گذشت یک ساعت با برداشتن در جعبه می توان دریافت آیا گربه زنده است یا مرده. در زندگی روزمره احتمال پنجاه _ پنجاه وجود دارد که گربه کشته شود و بدون نگاه کردن به درون جعبه می توانیم با خوشحالی تمام بگوییم که گربه درون آن مرده یا زنده است. اما براساس نظریه کوانتوم هیچ کدام از این دو امکانی که برای ماده رادیواکتیو و در نتیجه گربه وجود دارد واقعیت ندارد، مگر آنکه مشاهده شوند.

محاسبات اروین شرودینگر,مدل اتمی اروین شرودینگر,معادله اروین شرودینگر

فروپاشی اتمی نه اتفاق می افتد و نه اتفاق نمی افتد، گربه نه کشته می شود و نه کشته نمی شود، مگر هنگامی که ما به درون جعبه نگاه کنیم و ببینیم که چه اتفاقی رخ داده است. نظریه پردازانی که تفسیر استاندارد از مکانیک کوانتومی را می پذیرند می گویند که گربه در حالتی غیرقطعی و نامعین، به عبارت دیگر در یک ” ابرمرتبه حالت ها ” ( Superposition of States )، نه مرده و نه زنده وجود دارد، تا زمانی که یک مشاهده گر واقعاً به درون جعبه بنگرد و ببیند که گربه زنده است یا مرده. متأسفانه برخلاف میل اروین شرودینگر، این تجربه تخیلی نه تنها باعث نشد که فیزیکدانان پوچی بعضی از خصوصیات نظریه کوانتوم را درک کنند، بلکه جعبه شرودینگر برای اکثریت فیزیکدانان به مثال اعلای استلزام های غیرمعمول و فوق العاده این نظریه بدل شد. ” ابرمرتبه حالت ها ” به جای به هم ریختن نظریه کوانتوم، به خصلت معرف آن بدل شد. آنهایی که تجربه خیالی اروین شرودینگر را با معنایی که در نظر داشتند مطرح می کردند، می توانستند با این حقیقت تسکین یابند که موقعیت یاوه ای که در آن گربه به طور همزمان هم زنده و هم مرده است به طور واقعی در آزمایشگاه قابل بازآفرینی نیست.

علت این امر ناپیوستگی کوانتومی ( Quantum Decoherence ) است _ پدیده ای که به وسیله آن یک ” ابرمرتبه ” از یک حالت به حالت دیگر بدل می شود. سرعت این ناپیوستگی در یک سیستم فیزیکی به اندازه آن بستگی دارد. در حالی که در موجودیت های فیزیکی در اندازه اتم ممکن است در یک ” ابرمرتبه حالت ها ” وجود داشته باشند، موجودیت های بزرگ تر، به خصوص در اندازه یک گربه، که متشکل از میلیاردها اتم هستند، در یک حالت منفرد و معین ثابت می شوند. در نتیجه افرادی که با موضع اینشتین همدلی دارند می توانند مدعی شوند که گرچه خصوصیات غریب کوانتومی ممکن است در دنیا زیراتمی مصداق داشته باشند، در دنیای روزمره متشکل از اشیای معمول مثل گربه، کتاب و افراد و… خدا از هر لحاظ تاس نمی اندازد. اما اکنون حتی این دفاع (تاحدی نومیدانه) از شعور عام در خطر سرنگون شدن است.

اروین شرودینگر می گوید عجله نکنید. طبق قواعد مکانیک کوانتوم، گربه تا زمانی که کسی در جعبه را باز نکرده و مشاهده ای انجام نداده است، در حال زنده و مرده قرار دارد.

این مفهوم در مکانیک کوانتوم به عنوان اصل بر هم نهی کوانتومی ( Quantum Superposition ) نامیده می شود.

این امر با نحوه عملکرد دنیا در مقیاسی که برای بشر قابل درک است، مغایرت دارد. شاید احمقانه به نظر برسد اما اروین شرودینگر خاطر نشان می کند، وجود اصل بر هم نهی از لحاظ ریاضی ضروری است، تا تئوری کوانتوم بتواند پیش گویی های دقیق خود را از عملکرد دنیا در سطح زیراتمی ارائه دهد. طی بیش از نیم قرن، گربه مرده و زنده شرودینگر با فیزیکدانان لجبازی می کرد و بنابراین لازم بود به طور دقیق دریابیم که چگونه حوزه کوانتوم با جهان قابل درک توسط انسان مرتبط می شود.


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *