К. А. Томилин
«Я иду против течения, но направление потока изменится».
Э. Шредингер
Имя Эрвина Шредингера (1887—1961) — выдающегося австрийского ученого, крупнейшего физика-теоретика, одного из создателей квантовой механики, хорошо известно в нашей стране. Э. Шредингер родился в Вене. После окончания классической гимназии учился в Венском университете (1906—1910), который к этому времени, благодаря И. Лошмидту, И. Стефану и Л. Больцману, стал видным центром теоретической и экспериментальной физики. Именно там под влиянием крупных физиков, учеников Л. Больцмана — Ф. Газенорля и Ф. Экснера сформировалось научное мировоззрение Шредингера. Наиболее интересной для Шредингера областью стала термодинамика в вероятностной интерпретации, развитой Больцманом. «Круг этих идей,— говорил Э. Шредингер в 1929 г.,— стал для меня как бы первой любовью в науке, ничто другое меня так не захватывало и, пожалуй, уже никогда не захватит»[1].
В качестве докторской диссертации Шредингер защищает экспериментальную работу по электрической проводимости на поверхности изоляторов во влажном воздухе, выполненную им в лаборатории Экснера. После окончания университета Шредингер работает ассистентом Экснера, с 1914 г.— приват-доцентом. С 1910 г. появляются первые публикации Шредингера, посвященные диэлектрикам, кинетической теории магнетизма, атмосферному электричеству (премия Гайтингера), теории аномальной электрической дисперсии, интерференционным явлениям, теории эффекта Дебая и др. За несколько недель до начала Первой мировой войны Шредингера призывают в армию. В отличие от Ф. Газенорля, погибшего на фронте, Шредингеру повезло — его отправляют в качестве артиллерийского офицера на относительно спокойный участок Юго-Западного фронта (район Триеста). Там ему удается даже оставаться в курсе развития физики, в частности, познакомиться со статьями А. Эйнштейна по общей теории относительности и в 1918 г. опубликовать две статьи по этой теме.
После войны осенью 1919 г. Шредингер принимает приглашение М. Вина прочитать курс лекций по электронной и квантовой теории в Йенском университете. В 1920—1921 гг. Шредингер—профессор Штутгартского и Бреславского университетов, в 1921 г. возглавляет кафедру теоретической физики в Цюрихском университете, которую до него занимали А. Эйнштейн, П. Дебай и М. фон Лауэ.
Мировую славу Шредингеру принесли его работы по квантовой теории 1926 г. «Что существует более выдающегося в теоретической физике, чем его первые шесть работ по волновой механике?» — говорил впоследствии Макс Борн[2]. Для Шредингера, так же как и для Планка, Лоренца, Зоммерфельда и многих других ученых, стройное здание классической физики с привычным детерминизмом представлялось наиболее адекватной моделью реального мира. Вместе с тем они прекрасно сознавали те трудности, с которыми столкнулось такое описание на рубеже XIX—XX вв., но стремились разрешить их, оставаясь в рамках классических понятий. Квантовые постулаты в теории атома Бора звучали для Шредингера «как грубые диссонансы в симфонии классической механики, и все же странным образом казались созвучными ей… Мы стояли перед трудной задачей спасти сущность механики, чье дыхание ясно чувствовалось в микрокосме, и в то же время, так сказать, выпросить у нее признание квантовых условий в качестве вытекающих из ее оснований положений, а не грубых внешних требований»[3]. Идея Л. де Бройля об электронных волнах, укладывающихся на орбитах целое число раз, привела Шредингера к пониманию дискретных состояний как собственных колебаний. Проблема квантования, таким образом, сводилась к поиску собственных значений и собственных функций. Введя понятие y-функции, описывающей состояние микрообъекта, Шредингер получает знаменитое «волновое уравнение» материи — уравнение Шредингера, играющее в атомной физике такую же фундаментальную роль, как ньютоновские уравнения в классической механике и уравнения Максвелла в классической электродинамике. Зная y-функцию в один из моментов времени, можно, решив уравнение Шредингера, получить ее и для любого другого момента времени. Казалось, детерминизм удалось привести и в атомную физику. Однако вскоре выяснилось, что сама y-функция описывает лишь вероятностное распределение состояний микрочастицы.
Вскоре после создания волновой механики Шредингер показал ее формальную эквивалентность квантовой механике Гейзенберга — Борна — Йордана. Однако в принципиальном вопросе — интерпретации квантовой теории — Шредингер разошелся с копенгагенской школой — слишком круто она отбрасывала устоявшиеся классические понятия. В жарких дискуссиях между Шредингером и В. Гейзенбергом, между Шредингером и Н. Бором рождалась новая физика. Воспоминания об этих дискуссиях сохранил В. Гейзенберг в своей книге «Часть и целое» («Физика и философия. Часть и целое». М., 1989). Эти дискуссии способствовали более глубокому осмыслению квантовой теории, открытию Н. Бором и В. Гейзенбергом ее фундаментальных принципов. Шредингером же пришел к убеждению о неполноте квантовой теории и позднее воплотил суть копенгагенской интерпретации в парадоксальной форме «кота Шредингера», который одновременно является с определенной вероятностью и живым, и мертвым. В 1933 г. вместе с П. А. М. Дираком Шредингер удостаивается Нобелевской премии «за открытие новых форм атомной теории».
В 1927 г. Шредингера приглашают на кафедру Берлинского университета преемником Макса Планка. В 1928 г. он был избран иностранным членом-корреспондентом АН СССР, в 1934 г. — почетным членом. В 1933 г. с приходом фашизма Шредингер был вынужден эмигрировать в Оксфорд (Англия). После короткого преподавания на родине в Граце (1936—1938 гг.) он вновь эмигрирует. В 1939 г. по приглашению премьер-министра Ирландии И. де Валера Шредингер возглавляет специально созданный для него Институт высших исследований в Дублине. Для Шредингера наступает «вторая весна». Он работает в области теории гравитации, теории мезонов, термодинамики, нелинейной электродинамики Борна — Инфельда, делает попытки создания единой теории поля.
Шредингер был не только крупнейшим физиком-теоретиком, но и неординарным мыслителем. Он знал шесть языков, читал в подлинниках античных и современных философов, интересовался искусством, писал стихи. В 1944 г. Шредингер публикует оригинальное исследование на стыке физики и биологии — «Что такое жизнь с точки зрения физики?»[4] В 1948 г. он читает в Лондонском университетском колледже курс лекций по греческой философии, легший в основу его книги «Природа и греки» (Лондон, 1954 г.). Его волнует проблема взаимоотношений бытия и сознания («Дух и материя», Кембридж, 1958 г.), науки и общества (доклад в Прусской академии наук (Берлин) «Обусловлено ли естествознание окружающей средой?», 1932 г.; книга «Наука и гуманизм», Кембридж, 1952 г.), он обсуждает проблему причинности и законов природы (сборники: «Теория науки и человек», Нью-Йорк, 1957 г., «Что такое закон природы?», Мюнхен, 1962 г.). В 1949 г. выходит сборник его стихов.
Важнейшим для Шредингера вслед за Платоном является понятие Единого. В греческой, китайской, индийской философии — системе взглядов на природу в ее единстве он пытается «отыскать утерянные крупицы мудрости», которые помогли бы преодолеть кризис понятийного аппарата фундаментальных наук и раскол современного знания на множество отдельных дисциплин. В сущности, и в его сугубо научных исследованиях по единой теории поля воплощалось его стремление к единству физической картины мира. Исходным для его философского мировоззрения было четкое осознание того, что «ценность только в рамках своего культурного окружения, только при контакте со всеми теми, кто ныне, а также кто будет в будущем предан делу обогащения духовной культуры и знания»[5].
Поэтому обращение Шредингера к наследию древнеиндийской и античной философии оказывается для него необходимым при обсуждении вопроса о том, что такое «объективная реальность», сводима ли она к данным наблюдения и измерения или к совокупности интерсубъективных, общезначимых значений? Сдвиг, который произошел с квантовой механикой в понимании объективности и объективного описания, потребовал философского осмысления зависимости объективной действительности от способа наблюдения и описания. Шредингер оставил две рукописи, которые опубликованы под заголовком «Мое мировоззрение»: одна написана в 1925 г., другая — в I960 г. Над рукописью Шредингер продолжал работать. Журнал печатает в этом номере рукопись 1925 г., а в следующем номере — I960 г.
Чем же интересны эти рукописи для наших читателей? Прежде всего, конечно, тем, что один из выдающихся физиков XX в. интенсивно занимался философией. Известно, что он опубликовал около 100 статей на общенаучные и философские темы. Из них мы выбрали эту работу именно потому, что в ней Э. Шредингер рассказывает о становлении своего философского мировоззрения, о трудностях, с которыми он столкнулся. Существенно то, что все создатели квантовой механики, в том числе и Э. Шредингер, наряду с естественнонаучными исследованиями вынуждены были размышлять над философскими проблемами, поставленными новой физикой, что новая естественнонаучная проблематика привела их к переосмыслению фундаментальных философских понятий, таких, как «реальность», «мир», «действительность», «сознание», «познающий субъект», «нравственный закон» и др.
Э. Шредингер называл своих учителей в философии — М. Планк, Р. Авенариус, Э. Кассирер, немецкого историка философии Ф. Газенорля и Р. Земона — автора двухтомника «Мнема». Он высоко оценивает их критику наивного реализма, догматического материализма, не поднимающегося до обсуждения предельных философских понятий.
Нашим читателям будет небезынтересно познакомиться с мыслями Шредингера о важности метафизики для физиков, о том, что после периода «агонии метафизики» он предвидит тот период, когда ученый вынужден будет выйти за пределы непосредственно воспринимаемого и перейти к обсуждению предельных метафизических проблем. И здесь антиметафизическая установка философов начала XX в. и программа «описательной физики» уже явно недостаточна и ничем не может помочь в осмыслении таких вопросов, как: Что такое Я? Существует ли мир? Что такое смерть? Как соединить индивидуальное сознание с множеством созерцающих и мыслящих индивидов? В ходе философского обсуждения этих проблем необходимо, по мнению Шредингера, обратиться к иной традиции — традиции Веданты, в которой найден путь объединения переживания и познания, дана иная, чем в европейской философии, трактовка субъекта познания и актов познания. Философские размышления Э. Шредингера интересны для нашего читателя и тем, что он пытается дать объяснение естественнонаучного мышления в психофизиологических терминах (и здесь для него важна работа о памяти Р. Земона), связать процессы познания и переживания, интерпретировать понятия естествознания (число, часть и целое, реальность) психофизиологически. Надо сказать, что Шредингер вступил на путь, которым позднее в 70—80-е годы пошла эволюционная эпистемология, уже в работе о метрике цветов («Основные принципы метрики цветов в дневном свете», 1920), где. он применил эволюционные идеи для установления связи спектральной чувствительности глаза со спектральным составом солнечного излучения, причем два типа рецепторов сетчатки (палочек и колбочек) заметно отличаются друг от друга — максимум спектральной чувствительности палочек, играющих важную роль в подводном зрении, смещен в сторону коротких волн и появилось это эволюционно намного раньше цветочувствительных колбочек, играющих важную роль у животных, ведущих дневной образ жизни. Эту же линию эволюционного подхода и к спектрам сознания, и к истокам естественнонаучных понятий он продолжает и в этой работе. В этом он опередил свое время.
