JM Free Ebooks - шаблон joomla Форекс
Сешанбе, 13 Августи 2024 07:53

Эрвин Шрёдингер - бунёдгузори механикаи квантӣ

Муаллиф: Номвар ҚУРБОН

  Яке аз физикҳои маъруфи ҷаҳон ва асосгузорони самти ҷадиди физика - механикаи квантӣ физик-назариётчии австриягӣ Эрвин Шрёдингер (1887-1961) мебошад. Ӯ барои дастовардҳои назарраси илмиаш соли 1933 Ҷоизаи байналхалқии нобелиро дар соҳаи физика ба даст овард. Шрёдингер муаллифи муодилаи асосии механикаи квантии ғайрирелятивӣ мебошад, ки ин муодила имрӯз бо номи муодилаи Шрёдингер машҳур аст.

  Асли баромад, айёми кӯдакӣ. Вена яке аз шаҳрҳои мутамаддини Аврупои Марказӣ буда, дар он ашхоси маъруфе, аз ҷумла физикадони номвар Эрвин Шрёдингер ба дунё омадаанд. Ҳаёт ва фаъолияти ӯ на танҳо дар доираҳои илмӣ, балки дар аксар доираи ҷамъияти имрӯза ҷолибияти зиёд дорад. Падараш Рудолф Шрёдингер соҳиби корхона ва набототшинос ва модари вай нисф англисзан ва духтари профессори химияи Донишгоҳи Вена буд. Ин аст, ки Шрёдингер дар айёми бачагӣ дар баробари забони олмонӣ забони англисиро низ аз худ кард. Аз нигоҳи мансубияти дини модараш лютермазҳаб ва падари олим католик буданд.

  Солҳои 1906-1910, пас аз хатми гимназия Шрёдингер дар назди Ф. Газенерл ва Ф.Экснер таълим гирифт. Вай дар солҳои ҷавонӣ мафтуни эҷодиёти А.Шопенгауэр гардид. Ин шавқи Шрёдингерро ба фалсафа, аз ҷумла ба фалсафаи Шарқ, назарияи маърифат, идрок ва веданта (яке аз мактабҳои муътақид дар фалсафаи Ҳинди қадим) бедор кард.

  Хизмат, издивоҷ ва фаъолият. Шрёдингер аз соли 1914 то соли 1918 ба сифати афсари артиллерӣ хизмат намуда, соли 1920 оиладор шуд ва завҷааш А.Бертел буд. Ӯ бо ҳамсари ояндааш тобистони соли 1913 дар Зеемах, вақте ки таҷрибаҳои алоқаманд бо электрнокии атмосфераро анҷом медод, шинос гардид. Сипас, соли 1920 Шрёдингер чун шогирди М.Вин дар Донишгоҳи Йен ба фаъолият оғоз намуд. Вай баъд аз як сол дар Штутгарт ба фаъолият пардохта, дар он ҷо ёрдамчии профессор буд. Каме дертар, соли 1921 олим ба Бреслау, ки дар он ҷо аллакай профессор буд, кӯч баст. Шрёдингер тобистони ҳамон сол ба Сюрих баргашт. 

  Зиндагӣ дар Сюрих. Ҳаёт дар ин шаҳр барои олим хеле судманд буд. Зеро Шрёдингер вақти худро на танҳо ба корҳои илмӣ мебахшид. Далели ҷолиб аз ҳаёти олим ин аст, ки ӯ ба сафарҳои лижаронӣ ва кӯҳнавардӣ шавқи беандоза дошт. Ҳамзамон, кӯҳҳои дар гирду атроф барои истироҳат дар Сюрих имкониятҳои хуб фароҳам меоварданд. Илова бар ин, Шрёдингер бо ҳампешагони худ Паул Шеррер, Петер Дебай ва Герман Вейле, ки дар Омӯзишгоҳи политехникии Сюрих кор мекарданд, робитаи қавии илмӣ дошт. Ин ҳама ба фаъолияти илмии олим мусоидат карданд.

  Бо вуҷуди ин, вақте Шрёдингерро ба Сюрих гусел намуданд, ӯ солҳои 1921-22 ба бемории вазнин мубтало гардид. Олим касалии сили сабукро гузаронида, давоми нуҳ моҳ дар осоишгоҳи шаҳраки Ароза (ҳудуди Алпи Швейтсария) табобат гирифт. Сарфи назар аз ин, солҳои дар Сюрих пасисаргардида барои фаъолияти илмию эҷодии Шрёдингер самаранок буданд. Ӯ маҳз дар ин ҷо корҳои худро дар бораи механикаи мавҷӣ, ки инкишофи механикаи классикӣ мебошад, навишт. Маълум аст, ки Вейле дар бартараф намудани мушкилоти математикии ба Шрёдингер дучоромада хеле кӯмак кард.

  Муодилаи Шрёдингер. Соли 1926 Шрёдингер дар яке аз маҷаллаҳои илмӣ мақолаи хеле муҳим нашр намуд. Дар ин мақола муодилае пешниҳод карда шуд, ки бо номи муодилаи Шрёдингер маъруф аст. Олим дар мақолаи мазкур (Quantisierung als Eigenwertproblem) масъалаи робитаи атоми гидрогенро истифода кард ва бо ёрии ин муодила тайфи атоми гидрогенро баён намуд. Бемуболиға, ин мақолаи Шрёдингер яке аз мақолоти муҳимтарин дар физикаи асри ХХ ба шумор меравад. Олим бо ин мақолаи худ ба самти нави илм - механикаи мавҷӣ бунёд гузошт.

  Кор дар Донишгоҳи Берлин. Маълум аст, ки вақте Шрёдингер ба Берлин омад, барои ӯ роҳ ба Донишгоҳи бонуфузи ин шаҳр кушода ва олим номзад ба вазифаи профессори физикаи назариявӣ буд. Вазифаи мазкур пас аз ба истеъфо баромадани Макс Планк холӣ шуда буд ва Шрёдингер ин пешниҳоди донишгоҳро бо майл қабул кард. Дар ин донишгоҳ ӯ аз 1 октябри соли 1927 ба фаъолияти худ оғоз намуд.

  Дар Берлин Шрёдингер дар шахсияти Макс Планк, Макс фон Лауэ ва Алберт Эйнштейн ҳамфикр ва дӯст пайдо намуд. Албатта, муошират бо онон барои олим илҳомбахш буд. Зеро Шрёдингер дар ин донишгоҳ аз бахшҳои гуногуни физика лексия мехонд ва дарсҳои семинарию коллоквиум (суҳбати устод бо донишҷӯён бо мақсади санҷидани дараҷаи дониши онҳо) мегузаронид. Ба ғайр аз ин, ӯ дар чорабиниҳои мухталифи ташкилӣ иштироки фаъолона дошт. Бо вуҷуди ин, дар маҷмуъ олим сарбаландона истодагарӣ мекард. Оид ба ин ёддоштҳои ҳамзамонон ва инчунин, надоштаи шогирдон шаҳодат медиҳанд.

  Тарки Олмон. Соли 1933, вақте ки Адолф Ҳитлер ба сари қудрат омад, Шрёдингер Донишгохи Берлинро тарк кард. Тавре ки ба назар мерасад, ҳаёти олим аз ҳиҷратҳои сершумор иборат мебошад. Дар ин вақт ӯ ба ҷуз ҳиҷрат ягон тадбири дигар андешида наметавонист. Чунки Шрёдингер дар он солҳо дигар ҷавон набуд ва намехост, ки ба режими нав тобеъ гардад ва аз ин рӯ, ҳиҷратро пеш гирифт. Бояд қайд кард, ки Шрёдингер миллатгароиро ҳеҷ гоҳ қабул надошт, вале ҳеҷ вақт ошкор наменамуд. Яъне, ӯ намехост, ки ба корҳои сиёсӣ мудохила кунад. Бо вуҷуди ин, он солҳо дар Олмон дурӣ ҷустан аз сиёсат қариб ғайриимкон буд.

  Маҳз дар ин вақт физики британӣ Фредерик Линдеман ба Олмон ташриф оварда, Шрёдингерро ба кор дар Донишгоҳи Оксфорд даъват намуд. Олим истироҳати тобистонаро дар қисмати ҷанубии Трипол гузаронида, ба Берлин барнагашт. Баъд аз он, моҳи октябри соли 1933 бо ҳамроҳии завҷааш ба Оксфорд рафт. Чанде пас аз ба ин шаҳр омадан Шрёдингер ба гирифтани Ҷоизаи байналхалқии нобелӣ дар соҳаи физика (якҷо ба физики англис Пол Дирак) мушарраф гардид.

  Ҳаёт ва фаъолият дар Оксфорд. Шрёдингер дар Оксфорд узви Коллеҷи Магдалин (яка аз муассисоти таркибии Донишгоҳи Оксфорд) буд. Ӯ дар ин ҷо вазифаи муаллимӣ надошта, балки якҷоя бо дигар олимони муҳоҷир аз ширкати Imperial Chemical Industry кӯмак мегирифт. Бо вуҷуди ин, олим натавонист шароитҳои ғайриодатии донишгоҳро аз худ кунад. Яке аз ин сабабҳо дар муассисаҳои таълимӣ вуҷуд надоштани самтгирӣ ба илоҳиётшиносии анъанавӣ ва фанҳои гуманитарӣ аз фаҳмиши физикаи муосир буд. Шрёдингер эҳсос мекард, ки ӯ дар ин ҷо ба маоши калон ва мавқеи баланд сазовор нест. Боз омили дигаре, ки хислатҳои ҳаёти ҷамъиятии олимро халалдор месохт, расмиёт ва шартҳои зиёд буд. Олим хуб медонист, ки ин мушклот тамоми вақтҳои холигии ӯро банд менамоянд ва инчунин, дигар мушкилиҳо, аз ҷумла кам кардани маблағгузории барномаҳои илмию таълимӣ Шрёдингерро маҷбур сохт, ки соли 1936 дар бораи кори ояндааш фикр кунад. Пас аз ин олим ба шаҳри Эдинбург ва аз он ҷо ба меҳан баргашт.

  Бозгашт ба меҳан. Тобистони соли 1936 олим дар Донишгоҳи Гартс (Австрия) ба сифати профессори физикаи назариявӣ ба фаъолият оғоз намуд. Аммо иқомати ӯ дар Австрия хеле кӯтоҳ буд. Моҳи марти соли 1938 дар ин ҷо аншлюс (аз калимаи олмонии anschluss - ҳамроҳкунӣ) ба амал омада, Австрия маҷбуран ба Олмони фашистӣ ҳамроҳ карда шуд. Ӯ бо кӯмаку маслиҳатҳои ректори донишгоҳ мактуби сулҳро навишт ва омодагии муросоро ба ҳукумати нав нишон дод. Мактуби мазкур 30 марти ҳамон сол нашр шуда, боиси вокунишҳои манфӣ гардид ва Шрёдингеру чанде аз ҳамкасбонаш (омӯзгорон) тарки ватан карданд. Ин чораи устодони донишгоҳ кӯмак накард. Бинобар сабаб беэътимодии сиёсӣ олим аз вазифаи ишғолнамудааш озод карда шуд. Моҳи августи соли 1938 Шрёдингер огоҳиномаи расмӣ гирифт.

  Шаҳрҳои Рим ва Дублин. Шрёдингер ба шаҳри Рим рафт, зеро он вақт ягона кишваре, ки барои вуруд ба марзаш раводид талаб намекард Италияи фашистӣ буд. То ин вақт олим бо сарвазири Ирландия Имон де Валера робита пайдо кард. Сарвазир аз рӯйи ихтисос математик буда, оид ба бунёди муссисаи таълимии нав дар Дублин қарор баровард. Имон де Валера барои олим ва ҳамсари ӯ раводиди транзитӣ гирифта, барои таъмини рафту омади онҳо дар Аврупо хеле кӯшиш кард. Сипас, онон тирамоҳи соли 1938 ба Оксфорд рафтанд. То вақти анҷом ёфтани корҳои ташкилии бозшавии пажӯҳишгоҳи Дублин ӯ муваққатан дар шаҳри Гент (Белгия) кор кард ва ин фаъолият аз Фонди Франк маблағгузорӣ мешуд. Шрёдингер дар ин шаҳр Ҷанги дуюми ҷаҳониро пешвоз гирифт. Де Валера барои тавассути Англия ба Ирландия омадани олим хеле кӯшиш карда, баъдан муваффақ шуд (пас аз аншлюс Шрёдингер шаҳрванди Олмон ба ҳисоб мерафт ва ин кишвар бо тамоми кишварҳо душман буд). Ахиран, 7 октябри соли 1939 Шрёдингер ба пойтахти Ирландия ташриф овард.

  Пажӯҳишгоҳи олии тадқиқотии Дублин, солҳои охири ҳаёт. Пажӯҳишгоҳи олии тадқиқотии Дублин моҳи июни соли 1940 расман ба фаъолият оғоз кард. Шрёдингер аввалин профессори шуъбаи физикаи назариявӣ - яке аз ду шуъбаи нахустини пажӯҳишгоҳ буд. Илова бар ин, ӯ директори Пажӯҳишгоҳ тайин гардид. Дигар кормандон (дар байни онҳо В.Гайтлер, Л.Яноши ва К.Лантсош ва инчунин, физикҳои ҷавони зиёд буданд) баъдан пайдо шуда, тамоми нерӯи худро пурра ба корҳои тадқиқотӣ бахшиданд.

  Дар ин ҷо Шрёдингер семинарҳо гузаронида, лексияҳо мехонд ва бо ташаббуси ӯ дар назди Пажӯҳишгоҳ мактаби тобистона таъсис ёфт, ки ба он физикҳои маъруфи Аврупо ташриф оварданд (ин мактаб ҳанӯз ҳам амал менамояд). Олим солҳои дар Ирландия зиндагӣ кардан асосан ба назарияи ҷозиба ва инчунин, масоили байнисоҳавии физикаю биология диққат медод. Солҳои 1940-45 ва аз соли 1949 то соли 1956 Шрёдингер роҳбари шуъбаи физикаи назариявии пажӯҳишгоҳ буд. Баъдан ба ватан баргашта дар Донишгоҳи Вена ба ҳайси профессори физикаи назариявӣ фаъолият намуд. Пас аз ду соли устодӣ, вақте ки қисман бемор буд, ба истеъфо баромад.

  Шрёдингер солҳои охири ҳаёти худро яке аз деҳаҳои тирполӣ - Алпбах гузаронид. Бинобар сабаби бемории вазини сил дар беморхонаи шаҳри Вена даргузашт. Ин ҳодисаи нохӯш 4 январи соли 1961 рӯй дода, ҷасади беҷони Эрвин Шрёдингер дар деҳаи Алпбах ба хок супорида шуд.

  Гурбаи Шрёдингер. Эҳтимолан, Шумо дар бораи мавҷудияти ин хориқа шунида бошед. Вале одамони аз корҳои илмӣ дуртар, дар бораи он одатан маълумоти кам доранд. Сухан дар бораи яке аз кашфиётҳое меравад, ки хеле муҳим ва шавқангез буда, ба Шрёдингер тааллуқ дорад.

«Гурбаи Шрёдингер» - ин таҷрибаи маъруфи мафкуравӣ мебошад. Олим тавассути он мехоҳад нишон медиҳад, ки ҳангоми гузариш аз зарраҳои субатомӣ ба системаҳои макроскопӣ механикаи квантӣ нокомил мемонад.

 

  Мақолаи Шрёдингер бо тафсири ин таҷриба бори дигар соли 1935 рӯи чоп омад. Дар ин мақола татбиқи қабули муқоисакунӣ баён гардида, ҳатто гуфтугӯ кардан таҷассум меёбад. Олим менависад, ки дар даруни қуттӣ гурба қарор дошта, тавассути ягон механизаме газҳои заҳрнок ва ҳастаи атомҳои радиофаъол дар ҳаҷме нигоҳ дошта мешаванд. Ҳамин тавр, бузургиҳои дар таҷриба интихобгардида нишон медиҳанд, ки поршавии ҳастаҳо бо эҳтмолияти 50% дар як соат ба амал меояд. Агар ҳастаҳо пора шаванд, он гоҳ газҳо ҳаҷми қуттиро ишғол мекунанд ва гурба мефавтад. Лекин, агар ин ҳодиса иттифоқ наафтад, ҷонвар зинда мемонад.

  Ҷамъбасти таҷриба. Сипас, ҷонварро даруни қуттӣ монда, як соат мунтазир мешавем ва суол мегузорем: оё гурба зинда ҳаст ё не? Мувофиқи механикаи квантӣ, ҳастаҳои атомҳо (лекин, дар он ҷо ҳайвон аст) дар як вақт дар ҳамаи ҳолатҳо (суперпозитсияи квантӣ) воқеъ мешаванд. Системаи «гурба - ҳаста» то кушодани даҳони қуттӣ дар ҳолати эҳтимолии 50% «гурба мурда, ҳастаҳо порашуда» ва 50% «гурба зинда, ҳастаҳо поранашуда» мебошад. Вақте ки ҷонвар дар даруни қуттӣ қарор дорад, дар як вақт ё мурда ва ё зиндаи онро гирифтан мумкин аст. Бо вуҷуди ин, мувофиқи шарҳи копенгагенӣ, гурба бе фосилаҳои ҳолатӣ ё мурда ва ё зинда аст. Ҳолати порашавии ҳастаҳо на дар ин вақт, балки дар вақти кушодани қуттӣ, ҳангоми рафта расидани ҳастаҳо ба детектор, интихоб мешавад. Чунки редуксияи функсияи мавҷӣ дар ин ҳолат на ба мушоҳидачии қуттӣ (инсон), балки бо наззори ҳастаҳо (детектор) алоқаманд аст. Ҳолати порашавии ҳаста на дар вақти кушода шудани қуттӣ, балки ҳангоми афтидани ҳастаҳо ба детектор интихоб мегардад.

  Ҳамин тавр, ин таҷрибаи (кашфиёти) аҷоиби Шрёдингер, ба рушди минбаъдаи физика вусъат бахшид. Ва дар хотима, мехоҳем, ки ду фикри баёнкардаи олимро роҷеъ ба ин ҳодиса пешниҳод намоем: 1) «Замони ҳозира - ин ҳодисаи ягона, ки интиҳо надорад» ва 2) «Ман муқобили ҷараён меравам, вале самти маҷро тағйир меёбад».

  Хулоса, ин буд чанд сухан дар бораи ҳаёт ва фаъолияти илмию омӯзгории физики бузурги асри ХХ Эрвин Шредингер.

 

Номвар ҚУРБОН

номзади илмҳои техникӣ, дотсент  

Хондан 817 маротиба