ארווין שרדינגר

אֶרווין רוּדוֹלְף יוֹזֶף אָלֶכְּסַנְדֶר שְׁרֶדִינְגֶר (בגרמנית: Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger; 12 באוגוסט 1887 - 4 בינואר 1961) היה פיזיקאי אוסטרי נודע בתרומתו למכניקת הקוונטים. חתן פרס נובל לפיזיקה בשנת 1933, ביחד עם פול דיראק, על גילוי צורות מועילות חדשות של התורה האטומית ובהן פיתוח משוואת שרדינגר. תרומה נוספת של שרדינגר היא ניסוי המחשבה – החתול של שרדינגר.

ביוגרפיה
שרדינגר נולד בשנת 1887 בארדברג, וינה לרודולף שרדינגר (שהיה בוטנאי) ולגאורגינה אמיליה ברנדה (בתו של הפרופסור לכימיה אלכסנדר באואר). אביו היה קתולי ואמו לותרנית. עד 1898 הוא למד מספרים ובשנה זו החל ללמוד בגימנסיה האקדמית. בשנים 1906–1910 למד בווינה אצל פרנץ אקסנר ופרידריך האסנורל. הוא ביצע עבודה ניסויית יחד עם פרידריך קולרוש. בשנת 1911 התקבל לעבודת עוזר אצל אקסנר.

בשנת 1914 עבר הביליטציה. בתקופת מלחמת העולם הראשונה (1914–1918) שירת ביחידת הארטילריה האוסטרית. ב-1920 התחתן עם אן-מארי ברטל. באותה שנה הוא הפך לעוזרו של מקס וין. בספטמבר 1920 קיבל משרת פרופסור חבר באוניברסיטת שטוטגרט. ב-1921 קודם לדרגת פרופסור מן המניין באוניברסיטת ורוצלב.

ב-1922 עבר לאוניברסיטת ציריך. בינואר 1926 פרסם בשנתון הפיזיקה את המאמר "קוונטיזציה כבעיית ערכים עצמיים" על מכניקת גלים. במאמר זה פרסם לראשונה את משוואת שרדינגר. במאמר הציג פיתוח של משוואת הגלים עבור מערכות תלויות בזמן, והראה כי המשוואה הניבה ערכים עצמיים של אנרגיה שתאמו לזה של אטום המימן. על סמך קביעתו של לואי דה ברויי כי חלקיקים אלמנטריים נוהגים לפעמים כחלקיקים ולפעמים כגלים (דואליות גל-חלקיק), כתב שרדינגר משוואה הקרויה משוואת שרדינגר עבור מה שקרא "פונקציית הגל" של החלקיק. משוואה זו ממלאת במכניקת הקוונטים את התפקיד שממלאות משוואות התנועה של אייזק ניוטון במכניקה. אולם בניגוד למשוואות אלה שפתרונן נותן את המיקום והמהירות (או התנע) של החלקיק בכל זמן, פונקציית הגל שמתקבלת ממשוואת שרדינגר מאפשרת לדעת רק את ההסתברות שהחלקיק יהיה במקום מסוים או עם תנע מסוים. המאמר עורר הד ברחבי העולם. הכריזו עליו כהישג החשוב של המאה ה-20, והוא יצר מהפכה במכניקת הקוונטים, בפיזיקה ובכימיה. שרדינגר פרסם בזמן קצר שלושה מאמרים נוספים, שפתרו את בעיית המתנד ההרמוני הקוואנטי, את בעיית הרוטור הקשיח מבחינה קוונטית ופיתוח נוסף של משוואת שרדינגר. ארבעה מאמרים אלו היו להישג המשמעותי ביותר של הקריירה המדעית של שרדינגר והייתה להם השפעה גדולה על מדע הפיזיקה.

בדרך זו נכנסה ההסתברות לפיזיקת החלקיקים, למורת רוחם של רבים: אלברט איינשטיין סירב לקבל זאת מכל וכל ("אלוהים לא משחק בקוביות!", אמר), וגם שרדינגר עצמו לא רווה נחת, והקדיש עמל מרובה למציאת דרך לסילוק ההסתברות מעולם העצמים הגשמיים, אך לשווא.

מסופר כי שרדינגר עצמו הציע את הניסוי המחשבתי הידוע בשם "החתול של שרדינגר", שבא להפריך את פרשנות קופנהגן למכניקת הקוונטים. בניסוי זה מגיע חתול למצב שבו הוא "לא חי ולא מת, אלא חצי מזה וחצי מזה." עד היום לא נמצאה פרשנות למכניקת הקוונטים המקובלת על כלל הפיזיקאים, ובכל הפרשנויות הקיימות אפשר למצוא אבסורדים.

ב-1927 חבר שרדינגר למקס פלאנק באוניברסיטת פרידריך וילהלם שבברלין. ב-1933 עזב את גרמניה, משום שהתנגד למדיניות האנטישמית של הנאצים. הוא היה לחבר בקולג' מגדלנה שבאוניברסיטת אוקספורד. זמן קצר אחרי הגעתו קיבל את פרס נובל יחד עם פול דיראק. משרתו באוקספורד לא האריכה ימים - סגנון חייו הלא-שגרתי (שרדינגר חי עם שתי נשים) לא התקבל בברכה באוקספורד. ב-1934 הרצה שרדינגר באוניברסיטת פרינסטון, הוצעה לו קביעות במוסד, אך הוא סירב. הציעו לו משרה באוניברסיטת אדינבורו, אך בשל עיכוב במתן אשרת הכניסה, הוא ויתר על האפשרות ועבר ב-1936 לאוניברסיטת גראץ שבאוסטריה.

ב-1938, לאחר שהיטלר סיפח את אוסטריה, שרדינגר נמצא בעמדה בעייתית בשל התנגדותו הידועה לנאציזם. הוא פרסם הצהרה שבה חזר בו מהתנגדותו (מאוחר יותר התחרט על מעשיו והתנצל בפני חברו איינשטיין). למרות הצהרתו, הוא עדיין נחשד בהתנגדות לנאצים, ופוטר ממשרתו באוניברסיטה בשל גורמים פוליטיים. הוא סבל מרדיפה קשה, וצווה לא לעזוב את הארץ. למרות הוראות אלו, שרדינגר ואשתו ברחו לאיטליה.

ב-1940 קיבל שרדינגר הזמנה לסייע בהקמת מכון למדעים מתקדמים בדבלין. הוא התמנה לראש המחלקה לפיזיקה תאורטית במכון ופעל בו במשך 17 שנה, שבמהלכן קיבל אזרחות אירית. שרדינגר פרסם כ-50 מאמרים נוספים במגוון תחומים, בין היתר על תאוריית איחוד השדות.

ב-1944, בהשפעת עבודותיו של מקס דלבריק, ביופיזיקאי חתן פרס נובל מאבות "קבוצת הפאג'", כתב שרדינגר את הספר "מה הם חיים?" (?What Is Life). ספר קצר זה דן באנטרופיה שלילית וברעיון של מולקולה מורכבת שמכילה את הקוד הגנטי של אורגניזמים. בכך, עסק בעצם בבסיס הפיזיקלי של תופעה ביולוגית - טבעם של גנים. בספרו המקיף על מהפכת הביולוגיה המולקולרית, The Eighth Day of Creation, כתב הוראס פ. ג'דסון: "Everybody read Schrödinger". הוא התכוון בכך להשפעה העצומה שהייתה לספרון זה על רבים מחלוצי המהפכה: על פי ספרו של ג'יימס ווטסון "הסליל הכפול", ספרו של שרדינגר העניק לווטסון השראה לחקר הגנים, שהוביל לגילוי מבנה הסליל הכפול של ה-DNA. גם פרנסיס קריק, שותפו של ווטסון למחקר, ציין כי רעיונותיו של שרדינגר בנוגע לאחסון המידע הגנטי במולקולות השפיעו עליו ועל מחקרו. גם מוריס וילקינס, שותפם של ווטסון וקריק לפרס נובל עבור גילוי מבנה הדנ"א, קרא את הספר קודם לגילוי. כך עשה גם סימור בנזר (Seymour Benzer), אף הוא מחלוצי המהפכה, ורבים אחרים. שרדינגר נשאר בדבלין עד שיצא לגמלאות ב-1955.

ב-1956 שב שרדינגר לווינה. בוועידה העולמית לאנרגיה הוא סירב להרצות על אנרגיה גרעינית, והרצה על עניינים פילוסופיים. באותה התקופה שרדינגר נסוג מהגישה המקובלת של דואליות גל-חלקיק, ותמך בגישת הגלים בלבד.

חייו האישיים
שרדינגר החליט ב-1933 שהוא לא יכול לחיות במדינה שבה רדיפת היהודים הייתה למדיניות מוצהרת. פרדריק לינדמן , מנהל המעבדה לפיזיקה באוניברסיטת אוקספורד, ביקר בגרמניה באביב 1933 בניסיון למצוא משרות באנגליה למדענים יהודים צעירים מגרמניה. הוא דיבר עם שרדינגר, והופתע לגלות כי שרדינגר עצמו מעוניין לעזוב את גרמניה. שרדינגר ביקש מהקולגה שלו, ארתור מרץ', משרת עוזר.

לשרדינגר היו מאהבות רבות במהלך השנים, בידיעת אשתו, אן-מארי. לאן-מארי עצמה היה רומן עם חברו של שרדינגר, הרמן וייל. שרדינגר ביקש את המשרה ממרץ', משום שהוא היה מאוהב באותה העת באשתו של מרץ' – הלדה.

רבים מהמדענים שעזבו את גרמניה שהו בקיץ 1933 בדרום טירול. שם נכנסה הלדה להריון עם בתו של שרדינגר. בנובמבר 1933 הגיעו שרדינגר, אשתו והלדה לאוקספורד, שם שמע שרדינגר על מועמדותו לזכייה בפרס נובל. מאוחר יותר, כשעבר לפרינסטון, אורח חייו הייחודי לא התקבל בברכה. הוא נאלץ לעזוב משום שבחר לחיות עם שתי נשים.

מותו
ב-4 בינואר 1961 מת ארווין שרדינגר בווינה ממחלת השחפת, בגיל 73. הוא נקבר באפלבך. אחרי מותו האיגוד האסטרונומי הבינלאומי קרא למכתש ענק בצדו הרחוק של הירח על שמו של שרדינגר.

ראו גם
 משוואת שרדינגר
 מכניקת הקוונטים
 החתול של שרדינגר

לקריאה נוספת
 טוביאס הירטר, עידן האי־ודאות – איך גילו גדולי הפיזיקאים את עולם הקוונטים 1895–1945, ספרי עליית הגג וידיעות ספרים, 2023.

קישורים חיצוניים

 ביוגרפיה באתר זוכי פרס נובל 
 אבשלום אליצור, שרדינגר עושה חיים
 
 
 , 12 באוגוסט 2013

הערות שוליים

בוגרי אוניברסיטת ציריך
זוכי פרס נובל לפיזיקה
פיזיקאים אוסטרים
סגל אוניברסיטאות באוסטריה
סגל אוניברסיטת וינה
סגל אוניברסיטת הומבולדט של ברלין
סגל אוניברסיטאות בגרמניה
סגל אוניברסיטת אוקספורד
מעוטרי מסדר הכבוד של הרפובליקה הפדרלית של גרמניה
זוכי מדליית מקס פלאנק
אוסטרים שנפטרו משחפת
ביולוגיה קוונטית
אוסטרים שנולדו ב-1887
אוסטרים שנפטרו ב-1961