بالعربي

ايروين شرودنغر – Erwin Schrödinger

اروين رودولف جوزيف الكسندر شرودنغر (الألمانية: [ɛɐ̯viːn ʃʁøːdɪŋɐ] ، 12 أغسطس 1887 – 4 يناير 1961)، وكتب في بعض الأحيان كما اروين شرودنجر أوإرفين شرودنغر، كان الحائز على جائزة نوبل لل النمساوي الفيزيائي الذي وضعت عددا من النتائج الأساسية في مجال نظرية الكم ، والتي شكلت أساس الميكانيكا موجة: انه صاغ معادلة الموجة (الثابتة والمعتمدة على الزمن معادلة شرودنغر ) وكشف عن هوية تطوره على الشكليات و مصفوفة الميكانيكا . اقترح شرودنغر التفسير الأصلي من المعنى المادي من وظيفة الموجة .

وبالإضافة إلى ذلك، كان مؤلف العديد من الأعمال في مختلف المجالات من الفيزياء: الميكانيكا الإحصائية و الديناميكا الحرارية والفيزياء من العوازل، نظرية الألوان ،الديناميكا الكهربائية ، النسبية العامة ، و علم الكونيات ، وانه قام بعدة محاولات لبناء نظرية المجال الموحد. في كتابه ما هي الحياة؟ معالجتها شرودنغر مشاكل الوراثة، وتبحث في ظاهرة الحياة من وجهة نظر الفيزياء. وتولى اهتماما كبيرا الجوانب الفلسفية للعلوم والمفاهيم الفلسفية القديمة والشرقية، والأخلاق، والدين. [3] كما كتب في الفلسفة وعلم الأحياء النظرية. ومن المعروف ايضا انه لله ” قطة شرودنغر ” فكر التجربة. [4] [5]

 

erwin_schrodinger_1933
صورة للعالم اروين شرودنغر

 

السيرة الذاتية

السنين المبكرة (الأولية )

في 12 – أغسطس 1887 ، ولد شرودنغر في فيينا ، النمسا- ل رودلف شرودنغر (منتج الضماد المشمع النباتي ) وجورجين ايميليا بريندا( ابنة الاكسندر باور ، أستاذة الكيمياء ، جامعة فيينا التكنولوجية ،وكان طفلهم الوحيد .

كانت أمه نصف أصل نمساوي ونصف أصل انجليزي، وكان والده كاثوليكي ووالدته لوثرية على الرغم من أنه نشأ في أسرة متدينة ،الى انه دعا نفسه ملحدا  [6] [7]. مع ذلك ،كان لديه اهتمام قوي في الديانات الشرقية ، وحدة الوجود واستخدام رمزية دينية في أعماله . واعتقد أن عمله العلمي تقرب للألوهية وان كان ذلك في المعنى المجازي. [8]

وكان ايضا قادرا على تعلم الانجليزية خارج المدرسة ، كما كانت جدة أمه بريطانية[9]  ،بين (1906-1910) درس شرودنغر في فيينا على يد فرانتس اكسنر (1849-1926) وفريدريش هازنورل (1874-1915) . وأجرى ايضا عمل تجريبي مع كارل ويلهم فريدريش “فريتز” كولراوش .

في 1911 ، أصبح شرودنغر مساعدا لاكسنر ، في عمر مبكر ، كان شرودنغر متأثرا بشكل قوي بارثر شوبنهاور ، ونتيجة لقرائته الواسعة لأعمال شوبنهاور ، أصبح مهتما بشكل عميق طوال حياته في نظرية الألوان والفلسفة . في محاضرته “العقل والمادة ” ، قال : “العالم يتمدد في الفضاء ،والزمن ما هو الا تمثيل لدينا “وهذا هو تكرار للكلمات الأولى لعمل شوبنهاور الرئيسي.

السنين الوسطى

حقق ارفين شرودنغر التأهيل في 1914 (فيينا- ليجند)، بين 1914-1918 شارك في عمل حربي كضابط في الحصن المدفعية النمساوية (غوريزيا ،دوينو ، سيشيانا ، بروسكو،فيينا) في 1920 أصبح مساعدا ل ماكس وين في جينا ، وفي سبتمبر 1920   بلغ منصب البروفيسوراة ، ما يعادل تقريبا مصحح المطبوعات البروفية للمملكة المتحدة ، أو استاذ مساعد(الولايات المتحدة) في شتوتغارت .

 

في 1921 ، انتقل الى جامعة زيورخ في 1927 ، نَجَّحَ ماكس بلانك ويليام في جامعة فريدريك في برلين ، ومع ذلك في عام 1934 قرر شرودنغر مغادرة المانيا ، لم يحب النازيين (معاداة سامية )وأصبح زميل كلية المجدلية في جامعة اكسفورد .وبعد صوله بقليل ،حصل على جائزة نوبل مع باول ديراك. ان مكانه في أكسفورد لم  يعمل بشكل جيد وترتيباته المحلية غير التقليدية ومشاركته السكن مع  امرأتين [10] لم يكن مقبولا .في 1934 حاضر شرودنغر  في جامعة برينستون وعرضت عليه وظيفة دائمة فيها  ولكنه لم يقبل. ومرة اخرى ،فإن رغبته أن يؤسس بيت مع زوجته وعشيقته التي قد خلقت مشكلة  [11] كان يحتمل أن يكون له وظيفة في جامعة ايدنبيرج ولكنه تأخر عن شراء التأشيرة، وفي النهاية توظف في جامعة غراتس في النمسا عام 1936 وقَبِل عرض مقر وظيفة في قسم الفيزياء في جامعة الله أباد في الهند [12] [13] [14]

 في متوسط هذه القضايا الحيازية في 1935 ، بعد المراسلات المكثفة مع البرت اينشتاين ، اقترح ما يسمى الآن بقطة شرودنغر التجربة الفكرية .

صورة للعالم ايرون شرودينغر في أوائل بداية مهنته.
اروين شرودنغر وهو عالم صغير

السنين الاخيرة

في 1938 ، بعد الآنشلوس ، واجه شرودنغر مشاكل بسبب رحلته من ألمانيا في 1933 ومعارضته المعروفة بالنازية . وأصدر بيانا ارتد فيه عن معارضته ( وفي وقت لاحق ندم لذلك وقدم اعتذارا شخصيا لاينشتاين ). ومع ذلك ، هذا لم يكن مرضي تماما للإعفاء الجديد ورفضته جامعة غراتس من عمله لعدم موثوقيته بالسياسة . وعانى من المضايقة واستلم تعليمات عن عدم مغادرة البلاد ، ولكن هرب هو وزوجته الى ايطاليا . ومن هناك ، ذهب ليرى الوظائف في جامعتي أكسفورد وغنت ،في نفس السنة استلم دعوة شخصية من تاوسيتش ايرلندا ايمون دي فاليرا ، ليقيم في ايرلندا ويوافق على تأسيس معهد للدراسات المتقدمة في دبلن . [15]  وانتقل الى كلونتارف ، دبلن ، وأصبح مدير المدرسة للفيزياء النظرية في عام 1940 وبقي هناك ل 17 سنة وأخذ الجنسية الايرلندية في 1948 ولكنه احتفظ بالمواطنة النمساوية ، وكتب حوالي 50 مطبوعة أخرى لمواضيع متنوعة ، ويشمل ذلك نظرية المجال الموحد .

تمثال نصفي لشرودنغر في ممر فانٍ في البناية الرئيسية ،جامعة فيينا، النمسا .
تمثال نصفي لشرودنغر في ممر فانٍ في البناية الرئيسية ،جامعة فيينا، النمسا .

في 1944 ، كتب شرودنغر كتاب ما هي الحياة؟ والذي يحتوي على نقاش اللإعتلاج ومفهوم الجزيئات المعقدة مع الشيفرة الوراثية للكائنات الحية، بالرجوع الى مذكرات جيمس واتسون ، الحمض النووي ، سر الحياة ، أعطى كتاب شرودنغر واطسون الإلهام للبحث عن المادة الوراثية (الجين).

وهذا قاد الى اكتشاف هيكل الحمض النووي المزدوج الحلزوني في 1953 .بالمثل،فرانسيس كريك في كتابه للسيرة الذاتية ، يصف كيف تأثر بتفكير شرودنغر عن المعلومات الجينية التي قد تخزن في الجزيئات .

بقي شرودنغر في دبلن حتى تقاعد في عام 1955 . كان لديه اهتمام دام مدى الحياة في فيدانتا الفلسفة الهندوسية ، التي أثرت على توقعاته في ختام كتاب” ما هي الحياة ؟” عن احتمالية أن الوعي المنفرد هو فقط مظهر الوعي الوحدوي الذي يسود الكون.

[16] مخطوطة “جزء من حوار لم ينشر لجاليليو “

من هذا الوقت في الآونة الأخيرة عادت الى الظهور في مستشفى الملك، مدرسة داخلية ، دبلن [17]  بعد ان تم كتابته لنسخة 1995 احتفالا برحيله من دبلن لتولي منصبه ككرسي في الفيزياء في جامعة فيينا.

في 1956 ، رجع لفيينا . و في محاضرة مهمة خلال مؤتمر الطاقة العالمي رفض التحدث عن الطاقة النووية بسبب تشككه حيال ذلك وأعطى محاضرة فلسفية بدلا منها . خلال هذه الفترة تحول من تيار ميكانيكا الكم “تعريف ازدواجية موجة-جسيم” وروّج فكرة الموجة وحدها ،مسببا الكثير من الجدال .

الحياة الشخصية

في 6-ابريل 1920 ، تزوج شرودنغر من ماري بريتل . [18] عانى شرودنغر من مرض السُل وبقي مرات عديدة في مصحة في العروسة عام 1920 . وبقي هناك الى أن وضع معادلة الموجة . [19] كما لوحظ في الأعلى ، كان لدى شرودنغر حياة شخصية غير تقليدية . وعندما هاجر لايرلندا في 1938 ،حصل على تأشيرات دخول لنفسه ولزوجته ولإمرأة أخرى ايضاً ،السيدة هيلدا مارس. كانت مارس زوجة للزميل النمساوي الذي معه ، أنجب شرودنغر ابنة عام 1934 . [20] كتب شرودنغر شخصياً ل تاوسيتش ، ايمون دي فاليرا ليحصل على تأشيرة للسيدة مارس . في اكتوبر 1939 أخذت الاسرة المكونة من ثلاثة الإقامة في دبلن كما ينبغي ، [20] أنجب شرودنغر أيضاً ابنتين من امرأتان مختلفتان خلال فترة وجوده في ايرلندا . [20] وحفيده البروفيسور تيري رودلف الذي تبع خطى شرودنغر وهو أيضاً فيزيائي الكم يُدرّس في كلية امبريال ،لندن .

في 4 يناير 1961 ، توفي شرودنغر بسبب مرض السُل وعمره 33 سنة في فيينا وترك آني أرملة ، ودفن في ألباخ ، النمسا ، في مقبرة كاثوليكية على الرغم من انه ليس كاثوليكي ، وسمح القس المسؤول عن المقبرة بالدفن بعد ان أصبح شرودنغر الرجل المثقف عضو في الاكاديمية البابوية للعلوم .[21] زوجته آني ولدت في 3 ديسمبر 1896 وتوفيت في 3 أكتوبر 1965 .

مقبرة ايروين شرودنغر وآني ماري ، نقشت معادلة شرودنغر لمكانيكا الكم الموجية على لوحة فوق المقبرة
مقبرة ايروين شرودنغر وآني ماري ، نقشت معادلة شرودنغر لمكانيكا الكم الموجية على لوحة فوق المقبرة

الأنشطة العلمية

النشاطات الأولية 

في بداية حياته ، قام شرودنغر بتجارب في مجالات الهندسة الالكترونية ، الكهرباء ، الغلاف الجوي ،النشاط الاشعاعي في الغلاف الجوي ،ولكنه كان عادةً يعمل مع معلمه السابق فرانز اكسنر . ودرس أيضاً نظرية الذبذبات ، نظرية الحركة البراونية ، والرياضيات الاحصائية . في 1912 ، وبناءًا على طلب من محرّري كتيب الكهرباء والمغناطيسية ،كتب شرودنغر مقالة بعنوان العوازل الكهربائية . في نفس العام، مُنح شرودنغر تقدير نظري لتوزيع الارتفاعات المحتملة للمواد المشعة ،اللازمة لشرح النشاط الاشعاعي المرصود للغلاف الجوي ، وفي اغسطس 1913 نُفذت العديد من التجارب في زيهامي التي أكدت تقديره النظري وهم لفيكتورز فرانز هيس .

لهذا العمل ،مُنِح شرودنغر جائزة هايتنغر عام1920 للاكاديمية النمساوية للعلوم . [22]  قام الباحث الصغير بإجراء دراسات تجريبية أخرى في عام 1914 حيث تم فحص صيغ الضغط الشعري في فقاعات الغاز ودراسة خصائص اشعاع بيتا المنخفض ببدء سقوط أشعة غاما على سطح معدني . ونفّذ عمله الأخير مع صديقه فريتز كوهلراوسش. في عام 1919 ، نفّذ شرودنغر تجربته الفيزيائية الأخيرة على الضوء المتصل (المترابط) وبعد ذلك ركز على الدراسات النظرية .

ميكانيكا الكم

نظرية الكم الجديدة

في السنين الأولى لمهنته أصبح شرودنغر ملماً بأفكار نظرية الكم ، ووضعت في اعمال ماكس بلانك،البرت اينشتاين ، نيلز بور، ارنولد سمرفلد واخرين . ان هذه المعرفة ساعدت عمله في بعض المشاكل في الفيزياء النظرية ،ولكن العالم النمساوي في هذا الوقت لم يكن مستعدا بعد للتخلي عن الطرق التقليدية للفيزياء الكلاسيكية .

ان المنشورات الاولى لشرودنغر عن النظرية الذرية ونظرية الأطياف بدأت في الظهور فقط من بداية العشرينيات ، بعد معرفته الشخصية بسمرفلد وفولفغانغ باولي وانتقاله الى المانيا .

في يناير 1921 ، انهى شرودنغر مقالته الأولى في هذا الموضوع حول اطار تأثير بور-سمرفلد لتفاعل الالكترونات على بعض ميزات أطياف الفلزات القلوية . كانت مقدمة الابحاث النسبية في نظرية الكم ذات أهمية خاصة بالنسبة له . في فصل الخريف عام 1922 حلّل مدار الالكترون للذرة من وجهة نظر هندسية ، باستخدام طرق طوّرت بواسطة الرياضي هيرمان فايل (1955-1885) . هذا العمل ، حيث اتضح ان المدارات الكمية مرتبطة بخصائص هندسية محددة ، كانت خطوة مهمة في توقع بعض خصائص ميكانيكا الموجة .فيما مضى ،في نفس السنة ابتكرَ معادلة شرودنغر لتأثير دوبلر النسبي للأطياف الخطية ،بالإعتماد على فرضية كمات الضوء والنظر في الطاقة والزخم .

وحبّ فكرة مدرّسه إكسنر في الطبيعة الإحصائية في قوانين الحفظ ،حتى انه اغتنم مقالات بور ،كرامرز وسلاتر بحماس ، التي اقترحت امكانية خرق هذه القوانين في العمليات الذرية الفردية (مثال، في عملية انبعاث الاشعة )على الرغم من ان حقيقة تجارب هانزجيجر وفالتر بوته ستلقي قريبا ظلالاً من الشك على هذا، ان فكرة الطاقة كمفهوم احصائي كانت مصدر جذب لشرودنغر على مدى الحياة وناقشها في بعض التقارير والمنشورات .

                                                                              ابتكار ميكانيكا الموجة

في يناير1926 ،نشر شرودنغر ورقة عن حوليات الفيزياء (ورقة تكميم مسألة القيمة الذاتية )على ميكانيكا الموجة وقدّم ما هو معروف الآن بمعادلة شرودنغر. في هذه الورقة، القى شرودنغر اشتقاق معادلة الموجة للأنظمة المستقلة عن الزمن وأثبت انها تعطي القيمة الذاتية الصحيحة للطاقة مثلا لذرة الهيدروجين. وقد احتفل عالمياً بهذه الورقة كواحدة من الانجازات المهمة في القرن العشرين وخلقت ثورة في معظم مجالات ميكانيكا الكم وبالاضافة الى كل من الفيزياء والكيمياء. وقدمت ورقة ثانية بعد اربع اسابيع فقط التي حلّت الهزاز التوافقي الكمي ،الدوار الجامد، ومشاكل الجزيء ثنائي الذرة وأعطت اشتقاق جديد لمعادلة شرودنغر.

ونشرت ورقة ثالثة في مايو، أظهرت تكافؤ نهجه مع نهج هايزنبيرج وعالجت تأثير ستراك.والورقة الرابعة في هذه السلسلة أظهرت كيفية معالجة المسائل بتغيير النظام مع الزمن، كما في مسائل التشتت. في هذه الورقة وضع حل معقد لمعادلة الموجة حتى يمنع ظهور الرتبة الرابعة للمعادلة التفاضلية ،وكان هذا القول لحظة تحول ميكانيكا الكم من الأعداد الحقيقية الى الأعداد المعقدة ،الى غير رجعة. كانت هذه الاوراق انجازه الرئيسي وتم الاعتراف بها مرة واحدة على انها ذات أهمية كبيرة من قبل مجتمع الفيزياء.

لم يكن شرودنغر مرتاحاً بشكل كامل مع آثار نظرية الكم .كتب شرودنغر عن تفسير احتمال ميكانيكا الكم ،قائلاَ : “انا لا احب ذلك، وانا اسف لم يكن لدي اي شيء لافعله حيال ذلك”.

عمل على نظرية المجال الموحد

متابعة لعمله على ميكانيكا الكم، كرّس شرودنغر جهد كبير للعمل على نظرية المجال الموحد التي من شأنها أن توحد الجاذبية، الكهرومغناطيسية،والقوى النووية ضمن الاطار الاساسي لنظرية النسبية العامة، قام بهذا العمل عن طريق مراسلات واسعة مع البرت اينشتاين. [26] وأعلن النتيجة عام 1947 ، “نظرية المجال الأميني” ، [27] في محاضرة في الأكاديمية الايرلندية الملكية، ولكن الاعلان انتُقِدَ من قبل اينشتاين كأولية وفشل في أن يتطرق الى نظرية موحدة المطلوب. [26] متابعةً لفشله في محاولته في التوحيد، تخلّى شرودنغر عن عمله في التوحيد وانتقل الى مواضيع أخرى.

اللون

واحدة من مجالات شرودنغر الاقل شهرة في المساهمة العلمية هي عمله على اللون، إدراك اللون، قياس الألوان. نشر ثلاثة أوراق في هذا المجال عام 1920 .

  • “Theorie der Pigmente von größter Leuchtkraft”, Annalen der Physik, (4), 62, (1920), 603–22 (Theory of Pigments with Highest Luminosity)
  • “Grundlinien einer Theorie der Farbenmetrik im Tagessehen”, Annalen der Physik, (4), 63, (1920), 397–456; 481–520 (Outline of a theory of colour measurement for daylight vision)
  • “Farbenmetrik”, Zeitschrift für Physik, 1, (1920), 459–66 (Colour measurement).
  • “Über das Verhältnis der Vierfarben- zur Dreifarben-theorie”, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Klasse, 134, 471, (On The Relationship of Four‐Color Theory to Three‐Color Theory).
  • “Lehre von der strahlenden Energie”, Mueller-Pouillets Lehrbuch der Physik und Meteorologie, Vol 2, Part 1 (1926) (Thresholds of Color Differences).

 

ان الورقة الثانية من هذه الأوراق متاحة باللغة الانجليزية “ملخص لنظرية قياسات اللون لرؤية ضوء النهار” في مصادر علم اللون

Ed. David L. MacAdam, The MIT Press (1970(.

الميراث

ان القضايا الفلسفية التي ازدادت من خلال قطة شرودنغر ما زالت في محل جدل الآن ويبقى إرثه الأكثر ديمومة في العلوم الشعبية ،بينما معادلة شرودنغر هي إرثه الأكثر ديمومة في مستوى أكثر تقنية. لهذا اليوم، يعرف شرودنغر بأنه أب ميكانيكا الكم ، ان حفرة شرودنغر الكبيرة الموجودة في الجانب البعيد من القمر سميت تيمناً به.

أُسّس المعهد الوطني لايروين شرودنغر للفيزياء الرياضية في فيينا عام 1993 .

كانت صورة شرودنغر السمة الرئيسية للتصميم لعام 97-1983

1000 الأوراق النقدية النمساوية “شلن”، ثاني أعلى فئة.

وسميّ مبنى بعده في جامعة لمريك في لمريك ،ايرلندا، [28]

as is the ‘Erwin Schrödinger Zentrum’ at Adlershof in Berlin.[30]

احتُفل ب ذكرى المولد ال 126 لشرودنغر مع جوجل دودل [30][31]  .

 

الأوسمة والجوائز

 

 

الأعمال المنشورة

 

 

المصادر

 

 اسم المرتجم: آلاء ابراهيم

اترك تعليق

آخر المقالات