دست نوشته های یک کیمیاگر

اروين شرودينگر

شیمیدان اتريشي۶۱۱۹-۸۸۷۱
Erwin Schrodinger
فيزيك مكانيك كوانتوم

شرودينگر، فرزند يك كارخانه دار ثروتمند ، تحصيلات دبيرستاني و دانشگاهي اش را در شهر زادگاهش به پايان رساند و در سال ۱۹۱۰ موفق به كسب درجه دكترا شد. پس از پايان خدمت در رسته توپخانه ارتش طي جنگ جهاني اول و پيش از كسب كرسي پروفسور از ماكس پلانك در دانشگاه برلين (۱۹۲۶) در دانشگاه هاي آلماني زبان گوناگوني به تدريس پرداخت 
اما به زودي مخالفت شرودينگر با نازي ها باعث شد كه نخستين دوران تبعيدش را در دانشگاه آكسفورد انگلستان، سپري كند. پس از چندي احساس غربت او را واداشت تا تسليم وسوسه همكاري با دانشگاه گريز اتريش، شود اما به زودي بار ديگر و حتي بيش از پيش خود را تحت استيلاي حكومت نازي يافت. از اين رو او چاره اي جز فرار نداشت. اما آنقدر خوش شانس بود كه توسط نخست وزير جمهوري ايرلند، ايمون دو والرا، كه خود رياضي دان بود، به انستيتوي تازه تاسيس «مطالعات پيشرفته» در دوبلين دعوت شود. وي كارش را در آنجا از ۱۹۳۳ تا هنگام بازنشستگي اش در ۱۹۵۹ ادامه داد و در اين فاصله سمينارهاي بسياري را برگزار كرد كه فيزيكدانان خارجي و سرشناس بسياري را به خود جلب مي كرد. او پس از بازنشستگي بار ديگر به اتريش بازگشت. پژوهش هاي لوئيس دوبروي، فيزيكدان فرانسوي، درباره كوانتوم، آغازگر مطالعات آتي شرودينگر بود. دوبروي كه مطالعات علمي خود را با تحصيل تاريخ قرون وسطي آغاز كرده بود، بعدها به فيزيك نظري علاقه مند شد و رساله دكتري به دانشگاه علوم پاريس عرضه داشت كه شامل نظريه هاي شگفتي بود. دوبروي عقيده داشت كه حركت ذرات مادي توسط موج هاي خلباني همراهي و هدايت مي شوند كه همراه با ماده در فضا انتشار مي يابد. اگر چنين باشد، مدارهاي كوانتومي برگزيده در مدل اتمي بر (N.Bohr) مي تواند همچون مدارهايي تعبير شود كه طول آنها شامل تعداد صحيحي از اين امواج باشد. او در تبيين اين موضوع معادله h/mv=l را پيشنهاد كرد (l در اين معادله طول موج، h ثابت جهاني پلانك و mv اندازه حركت است) بدين ترتيب دوبروي با ضربه اي جسورانه، مدارهاي كوانتومي نيلس بر را در هم شكست و مكانيك كوانتومي ذرات خواص شبيه امواج صوتي يا نوري به دست آورد. نظريه هاي دوبروي در سال ۱۹۲۶ توسط شرودينگر تعميم داده شد و بر مبناي صرفا رياضي قرار گرفت. شرودينگر اين نظريه ها را در معادله معروف شرودينگر
استفاده از معادله شرودينگر در مورد هيدروژن و نيز در مورد اتم هاي پيچيده نتايج نظريه مدارهاي كوانتومي را دوباره به دست داد و گذشته از اين موضوع هايي را از قبيل شدت هاي خطوط طيفي مورد بحث قرار داد كه نظريه قديمي از بحث درباره آن ناتوان بود. اينكه درون يك اتم به جاي آنكه با مدارهاي مستدير و بيضي شكل توصيف شود با توابعي معروف به توابع y توصيف مي شد كه مربوط به انواع مختلف امواج دوبروي بودند كه مي توانند در فضاي اطراف هسته وجود داشته باشند 
هدف اصلي در اين نظريه اين بود كه مقادير مكانيكي از قبيل موضع، سرعت، نيرو و غيره نبايد به وسيله اعداد نشان داده شوند بلكه بايد به وسيله ساختمان هاي رياضي مجردي به نام ماتريس مشخص شوند. همزمان با انتشار نخستين يادداشت هاي شرودينگر در يك مجله آلماني به نام «سالنامه فيزيك» ورنر هايزنبرگ، در مجله ديگري يادداشتي درباره كوانتوم منتشر كرد. انتشار همزمان دو يادداشت كه هر دو با استفاده از روش هاي كاملا متفاوت به نتايج واحد رسيده بودند، جهان فيزيك را مبهوت ساخت اما پس از مدتي كوتاه معلوم شد كه هر دو نظريه از لحاظ رياضي مشابهند و درواقع ماتريس هاي هايزنبرگ همان جواب هاي جدولي معادله شرودينگر است. و در حل مسائل مختلف نظريه كوانتوم مي توان از مكانيك موجي و مكانيك ماتريسي به تناوب استفاده كرد 
به اين ترتيب شرودينگر به خاطر پژوهش هاي ارزشمندش درباره مكانيك كوانتوم در جايزه نوبل فيزيك سال ۱۹۳۳ با پل ديرك سهيم شد 
شرودينگر در سال ۱۹۴۴ با انتشار «حيات چيست؟»، يكي از تاثيرگذارترين كتاب هاي دوران خود را منتشر ساخت. انتشار به موقع اين كتاب فيزيكدانان جوان و با استعدادي را كه در نتيجه فاجعه بمب هيروشيما از فيزيك اتمي سرخورده و دلسرد شده بودند به شدت تحت تاثير قرار داد. شرودينگر در كتاب خود نشان مي دهد كه علم مستقل از كاربردهاي نظامي است و اهميت آن در كشف ناشناخته هاست. او در كتابش مي نويسد كه ساختمان ژن همچون بلور نيست بلكه بيشتر شبيه چيزي است كه خود وي آن را «جامد نادوره اي مي نامد» و در ادامه سخن از احتمال وجود يك كد به ميان مي آورد و پيش بيني مي كند كه با دست يابي به تصوير مولكولي ژن، همخواني دقيق كدمينياتوري با برنامه هاي بسيار پيچيده و تعيين شده تكويني، آنقدرها هم باورنكردني نيست. جاي تعجبي ندارد كه اين عبارت ها كه با بينشي فراتر از پژوهش هاي بيوشيميايي دوران خود نوشته شده، الهام بخش نسلي از دانشمندان براي كشف و رمزگشايي از چنين كدهايي شده باشد