Великите европейци - Ервин Шрьодингер - втора част

Нормална практика е големите открития във физиката да се правят от голобради гении, със свеж детския поглед към света. Щом дораснат до 30, те са вече класици – хора с бради, лули, карирани сака с кръпки на лактите, които мъдро обясняват на околните защо даден проблем не може да се реши.

Още с появата си, знаменитите статии на Шрьодингер предизвикват бум в света на физиката. „Епохална работа” – пише за тях Макс Планк. В писмо до Шрьодингер пък Айнщайн заявява: „Идеята на твоята работа е плод на истински гений”. И 10 дни по-късно пак: „Убеден съм, че постигна решителен напредък с твоята формулировка на квантовите условия”. Математикът Пол Еренфест също пише до Шрьодингер: „Просто съм очарован от вашата теория за вълновото уравнение и прекрасната гледна точка, която тя представя. Всеки ден през последните две седмици нашата малка група стои часове наред пред черната дъска, за да схванем добре всичките невероятни последици от това”. Да, „вълновата механика” на Шрьодингер е истински пробив, макар  че малко по-рано цялостно математическо представяне на квантовата физика предлага младият гений Хайзенберг с неговата „матрична механика”. Тя описва квантовите явления с помощта на таблици. Това са подредени по определен начин математически множества, наречени „матрици”, с които, по съответните правила, могат да се извършват математически операции. Да, „вълновата механика” на Шрьодингер използва съвсем друг подход, но сам той веднага схваща, че тези две описания на квантовия свят в дълбочина са еквивалентни. И двете отговарят на експерименталните данни, разликата е, че вълновата механика, която по принцип е ранен опит на Шрьодингер да съчетае квантовата с класическата физика на Нютон, съдържа известни препратки към пространствените координати или времето на събитието. За мнозина също тя е по-лесна за работа, доколкото матричните модели на Хайзенберг са не така широко познати и далеч по сложни като математика. Така или иначе, двата модела са обединени под името „квантова механика” и дават основата за описание на квантовите явления. На тяхна база малко по-късно пък знаменитият Пол Дирак предлага още по-обща версия, в която айнщайновата теория на относителността се съчетава с вълновото уравнение и така решава някои проблеми – разбира се, само за да отвори нови главоблъсканици. Теорията на Дирак например предсказва съществуването на античастици като позитрон и антипротон - двойници на стандартните елементарни частици, но с противоположни по знак електрически заряди. Светът видимо става все по-луд.

Няколко месеца след големия пробив, Ервин Шрьодингер е поканен от Макс Планк за шеф на катедрата по теоретична физика в Берлин. Той не иска да се разделя с Цюрих, но германската столица тогава е истинска Мека за европейската наука, така че приема. Тук Шрьодингер изкарва до 1933, когато на власт идва Хитлер. Той е истински ариец и лично не е заплашен от нищо, но подава оставка като протест срещу политиката спрямо евреите. Конкретният повод е нападение на улицата срещу един от неговите асистенти, евреин по националност. Шрьодингер си взима жената и бременната любовница и отива в Оксфорд. Макар да не вдига много шум около решението си, жестът му е забелязан и правилно оценен от нацистите като акт на враждебност. Почти веднага след пристигането си в Англия, Шрьодингер научава, че, заедно с Пол Дирак, получава Нобеловата награда за физика „за откриването на нови продуктивни форми на атомната теория”. Наградата обаче не стопява ледовете между него и домакините му, които не могат да преглътнат практическото двуженство на известния физик. Така пропадат опциите за Оксфорд и Принстън, а през 1936 той, въпреки опасенията си, се връща в родната Австрия, в университета в Грац. Преди това обаче, през 1935, публикува в списание „Природни науки” статията „Днешното състояние на квантовата механика”. В нея излага знаменития си мисловен експеримент, широко известен като „Котката на Шрьодингер”. Ученият вижда сериозен проблем с тай наречената „Копенхагенска интерпретация” на квантовата механика, тоест, някои последни идеи на Бор и Хайзенберг. Те водят до парадокси, като например едновременното съществуване на дадена елементарна частица в две абсолютно противоположни състояния, което се нарича „суперпозиция”. Или неяснотата къде започват и къде свършват квантовите процеси и техните ефекти при досег на квантовия с нормалния свят. Така че Шрьодингер казва: „Да вземем една котка и да я затворим в метална кутия, заедно с малко радиоактивно ядро и съд с отровен газ. Ядрото е така подбрано, че в рамките на 1 час има шанс 50/50 то да започне да се разпада или не. Ако процесът започне, той задейства механизъм с чук, който чупи стъкленицата с цианид и котката умира. Ако не, котката си остава жива”. Според идеите на спомената „копенхагенска интерпретация”, докато капакът на кутията не се отвори, наблюдателят няма да знае какво е станало вътре и значи котката ще бъде в суперпозиция, тоест, тя ще бъде и жива, и мъртва едновременно. „Това е огромна глупост” – смята Шрьодингер.

Много и безкрайно интересни са въпросите около този мисловен експеримент, нямаме време да се впускаме в тях, но ще уточня две неща. Първо, всички открития оттогава насам показват, че Шрьодингер греши и в микросвета абсурдното от нормална гледна точка състояние на суперпозиция е съвсем валидно. И второ – вместо да разбие идеите на Бор и Хайзенберг, неговият мисловен експеримент се превръща в обратното, той става техен символ. Запомнящият се образ на котка в кутия помага на всички нас, нормалните хора, по-лесно да схванем реалността на наистина напълно ненормално звучащата идея за възможността да съществува нещо живо и мъртво едновременно. Така или иначе обаче, докато е в Грац, сам Шрьодингер изпада в нещо като житейска суперпозиция след аншлуса на Австрия от нацистите. Притиснат от обстоятелствата, той пише писмо, за което после дълго се кае. С него Шрьодингер се опитва да омаловажи пред властите предишното си решение да се махне от Германия и твърди, че това не е било враждебен акт. Те обаче не се хващат – уволняват го от университета и му забраняват да напуска страната. Все пак той успява да изведе голямото си семейство през Италия, отива първо в Англия, после за малко в Белгия, а през 1940 - в Дъблин, където е поканен за шеф на катедрата по теоретична физика в новосъздадени Институт за фундаментални изследвания. Там Шрьодингер се занимава все по-малко с квантова механика. Нейните безумни парадокси наистина му идват много и в един момент дори казва: „Не я харесвам и съжалявам, че изобщо съм се занимавал с нея”. В Ирландия великият учен превежда антични автори, издава поезията си, пише „Природата и гърците”, книга за връзката на античната философска мисъл със съвременната наука. Интересът му към биологията и по-специално проблема с ДНК се излива в книгата му „Що е животът”. Джеймс Уотсън и Франсис Крик, хората, които откриха двойната спирала, тоест, структурата на ДНК, казват, че са вдъхновени изобщо да се занимават с биология именно от идеите на Шрьодингер. Все пак обаче неговият интерес към физиката не пресъхва съвсем и той продължава с усилията да постигне Голямото обединение, онази Теория на всичко, която, грубо казано, ще съчетае принципите на квантовата и класическата механика. Айнщайн работи в същата посока, но и двамата не успяват да се справят. За сметка на това през 1961 със самия Шрьодингер се справя туберкулозата. Тя се оказва онзи инструмент на квантовия процес, който разбива стъкленицата с отрова и когато наблюдателят вдигне капака на кутията, вижда котката вътре вече не в супер, а в съвсем обикновена позиция - завинаги мъртва.