Erwin Schrödinger

Aus Die Denkmäler im Arkadenhof der Universität Wien
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Abb. 1 Erwin Schrödinger 1933.
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (*12. August 1887 in Wien-Erdberg; † 4. Januar 1961 in Wien) war ein österreichischer Physiker und Wissenschaftstheoretiker. Schrödinger erhielt für sein Schaffen gemeinsam mit Paul Dirac 1933 den Nobelpreis für Physik. Sein Denkmal von Ferdinand Welz befindet sich im Arkadenhof der Universität Wien und fand dort 1984 Aufstellung.

Leben

Erwin Schrödinger wurde am 12. August 1887 geboren. Seine Eltern Georgine und Rudolf Schrödinger bekamen keine weiteren Kinder, sodass Erwin die volle Aufmerksamkeit der Familie zuteil wurde. Erwin hatte eine enge Beziehung zu seiner Tante Minnie und auch zu seinem Vater, die sein angehendes Genie förderten. Mit elf Jahren trat Erwin in das Wiener Akademische Gymnasium ein, wo auch schon Ludwig Boltzmann und und Arthur Schnitzler die Schulbank gedrückt hatten. Erwin war sehr erfolgreich in der Schule und blieb bis zu seinem Abschluss 1906 Klassenbester.[1] Im Herbst begann er sein Studium der Physik an der Universität Wien, wo er Franz Frimmel kennenlernte der ein enger Freund werden sollte. Im Zentrum Erwins Studiums stand der Kurs der theoretischen Physik von Fritz Hasenöhrl, doch auch mit der Mathematik verbrachte er sehr viel Zeit. Ein Kurs in Meteorologie, rettete ihn im ersten Weltkrieg, da er dadurch zum militärischen Dienst in Wien verlegt wurde. Am physikalischen Institut hatte Schrödinger auch Kontakt zum Exner Kreis, dem auch Hans Benndorf und Egon Schweidler angehörten. Am 20.Mai 1910 wurde Schrödinger der Doktortitel verliehen, seine Dissertation schrieb er "Über die Leitung der Elektrizität auf der Oberfläche von Isolatoren an feuchter Luft", die zwar keineswegs seinem Genie gerecht wurde aber dafür sorgte, dass er seine Studie über Dielektrika beginnen konnte. [2]

Durch seinen Militärdienst von 1910 bis 1911, bekam Schrödinger nicht die Assistentenstelle bei Hasenöhrl, stattdessen wurde er zum Fähnrich der Reserve befördert und kehrt erst ende des Jahres ins Zivilleben zurück, wo er eine Assistentenstelle an der experimentellen Physik in Exners Gruppe annahm. [3] Am 14.Juni 1914 wurde Schrödinger habilitiert, seine Arbeit trug den Titel "Studien über Kinetik der Dielektrika, den Schmelzpunkt , Pyro- und Piezoelektrizität". Schrödinger war nun Dozent der Universität Wien.

1913 fand die 85. Versammlung der deutschen Naturforscher und Ärzte in Wien statt, der für die Physiker wichtigste Vortrag war der von Albert Einstein, der Schrödingers Interesse an der Gravitation erweckte. Auch die Vorträge über Röntgenstrahlen waren für Schrödinger wichtig, denn sie lenkten seine Aufmerksamkeit auf Probleme der Atomschwingungen und der Strahlungsstreuung. [4] Am 31. Juli 1914 kam der Einberufungsbefehl für Schrödinger, er wurde zunächst nahe der italienischen Grenze stationiert, dann in Südtirol. Während der ersten Zeit konnte Schrödinger seinen theoretischen Forschungen in Ruhe nachgehen und einige wissenschaftliche Arbeiten vervollständigen. Bei seiner Stationierung in Ungarn war es ihm möglich sich mit der Brown'schen Bewegung auseinanderzusetzen und begann eine Arbeit die sich für seine spätere Forschung im Bereich der Quantenmechanik, als sehr wichtig herausstellen sollte.

Im weiteren Kriegsverlauf konnte sich Schrödinger als erster Offizier mehrfach auszeichnen und erhielt nach Kriegsende eine Medaille für seine Verdienste. [5] Schrödinger kehrte 1917 nach Wien zurück wo er einen Einführungskurs in Meteorologie und Physik geben sollte, in der Zeit setzte er sich weiter mit der Brown'schen Bewegung und der Statistik auseinander, sowie der statistischen Dynamik. Schrödinger schrieb ausführlich über die Schwankungen der radioaktiven Zerfallsrate, genannt Schweidler'sche Schwankungen und setzte sich intensiv mit den Theorien Einsteins auseinander. Auch wenn es intellektuell für Schrödinger bergauf ging, so hatte er Privat mit einer Entzündung der Lungenspitzen, welche jedoch durchaus der Beginn der Tuberkulose sein könnte; und dem raschen Ableben seiner Eltern und seines Großvaters innerhalb anderthalb Jahren zu kämpfen.

In den folgenden Jahren fanden Schrödingers wichtigsten Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Farbenlehre statt, auf dem er durch seine herausragenden mathematischen, physikalischen und philosophischen Kenntnisse als Koryphäe galt und viele Jahre unangefochten war. 1920 heiratete Erwin Schrödinger Annemarie Bertel, die Ehe blieb kinderlos und auch wenig glücklich bis sie sich zu einer offenen Beziehung transformierte. Die Fakultät schlug Schrödinger für ein Extraordinariat vor, welches er erst in Jena und dann in Baden- Württemberg verbrachte bevor er einen Lehrstuhl in Breslau annahm. Er beschäftigte sich intensiv mit der Quantentheorie bis ihn der Ruf an die Universität Zürich ereilte. Schrödinger nahm den Lehrstuhl an und hatte somit sein Ziel einer ordentlichen Professur an einer prestigeträchtigen Universität erreicht.

Endlich angekommen, holte die Krankheit Schrödinger ein. Nach nur wenigen Wochen an der Universität bekam er einen schweren Bronchitisanfall und litt weiters unter Atemwegserkrankungen bis ihm eine Lungentuberkulose diagnostiziert wurde. Nach einer neunmonatigen Liegekur konnte Schrödinger zu seiner Forschung zurückkehren wo sich einiges am Gebiet der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie getan hatte. 1922 hielt er seine Antrittsvorlesung in Zürich mit dem Thema "Was ist ein Naturgesetz?" womit er sich der Antrittsvorlesung Franz Exners 1919 anschloss.[6] Schrödinger hatte sich tief in die Probleme der Atomphysik und der Quantentheorie hineingearbeitet, was ihn auch näher zu den aktuellen Publikationen brachte. Schrödinger lehnte den Lehrstuhl in Innsbruck ab und begann 1925 damit "Mein Leben, Meine Weltansicht" zu verfassen welches jedoch erst posthum veröffentlicht werden sollte.

Schrödinger war ganz der Erforschung der idealen Gase verfallen als eine Entdeckung seine weitere Forschung revolutionierte und die Grundlage der Wellenmechanik bilden sollte: Louis de Broglie entdeckte die Beziehung zwischen einer Wellenlänge eines Teilchens und dessen Impuls. Schrödinger begann intensiv über die Wellen und ihre Eigenschaften nachzudenken, und entdeckte dabei eine relativistische Wellengleichung. In mehreren Aufsätzen publizierte Schrödinger seine Ergebnisse und rückte damit sofort in das Zentrum der Aufmerksamkeit der Forschungswelt. Schrödinger hatte es geschafft sich die standesgemäße und persönliche Hochachtung der Besten der Physik zu verdienen.

1927 nahm Schrödinger den Lehrstuhl in Berlin an, vorher unternahmen er und seine Frau noch eine Amerikareise und er nahm am Solvay -Kongress in Brüssel teil. Schrödinger präsentierte die Wellengleichung <math> \mathrm{i} h \psi = H \psi </math> und trat damit eine Diskussion der Forschungswelt los die noch lange ungelöst bleiben sollte. Einstein und Schrödinger wurden in der Folge in Berlin zu guten Freunden. Nach der Machtergreifung der Nationalsozialisten 1933 entschloss sich Schrödinger, der schon zuvor in bemerkenswerter Deutlichkeit seine Ablehnung des Nationalsozialismus zum Ausdruck gebracht hatte, Deutschland zu verlassen. Ohne viel Aufhebens beantragte er Urlaub und verließ Berlin mit seinem Besitz. In der Folge gingen sie nach Oxford ins Exil, wo er eine Stelle am Magdalen College in Oxford annahm. Im selben Jahr wurde ihm und Dirac der Nobelpreis für Physik für die Entdeckung neuer Formen der Atomtheorie und ihrer Anwendungen verliehen.

Mit Beginn des Wintersemesters 1936/37 verließ er Oxford und nahm eine Stelle als Dozent der theoretischen Physik in Graz an. Doch nach dem Einmarsch der deutschen Truppen in Österreich wurde die persönliche Situation von Schrödinger durch eine Hausdurchsuchung und Verhöre unerträglich: mit lediglich einem Handkoffer, als Urlaubsreisende getarnt, verließen Anny und Erwin Schrödinger Österreich. Sie gelangten über Italien und die Schweiz wieder nach Oxford, um schließlich einer Einladung an die Reichsuniversität Gent zu folgen, ehe er durch Gründung eines Institutes für Höhere Studien, dessen Abteilung für theoretische Physik ganz auf Schrödinger zugeschnitten war, nach Irland geholt wurde.

In Irland entwickelte sich durch Schrödingers Wirken ein Zentrum theoretischer Physikforschung. Unter idealen Arbeitsbedingungen entstanden etwa 50 Publikationen, er suchte nach einer einheitlichen Feldtheorie, d.h. nach einer Theorie, die die Phänomene der Gravitation und des Elektromagnetismus gleichermaßen erklären kann. [7] Auf anderem Gebiet gelang Erwin Schrödinger dafür ein unerwarteter Durchbruch. In seinem Buch "Was ist Leben?", das aus einer Reihe populärwissenschaftlicher Vorträge entstand, entwickelt er eines der wesentlichsten Konzepte der modernen Biologie, nämlich die Idee des genetischen Codes.

1956 entschloss sich Erwin Schrödinger zur endgültigen Heimkehr nach Österreich und übernahm die speziell für ihn eingerichtete Lehrkanzel an der Universität Wien. Gesundheitlich stand es nicht besonders um Schrödinger, erneut litt er an einer heftigen Bronchitis und einer Venenentzündung, außerdem war sein Gemüt derart getrübt, dass er vor der Abreise nach Wien noch vier verschiedene Schlafmittel mit Whiskey schluckte. Nur mit langer Fürsorge seiner Frau erholte sich Schrödinger und konnte am 13. April 1956 seine Inaugurationsrede an der Uni Wien halten. In der nächsten Zeit verschlechterte sich Schrödingers Gesundheitszustand zusehens, seine Arteriosklerose beeinträchtigte zwar nicht seine intellektuellen Fähigkeiten, ließen seinen Körper jedoch mit der kranken Lunge erschöpft zurück. Im Frühjahr 1957 war es schlimm um ihn bestellt, eine Grippe war zu einer Lungenentzündung geworden, doch erholte er sich langsam wieder davon. Am 26. März 1958 hielt er seine letzte Vorlesung an der Universität, anschließend unternahm er noch einige Reisen mit seiner Frau.

1960 kehrten die Symptome der Atemwegserkrankungen verstärkt zurück, erneut wurde eine Lungentuberkulose diagnostiziert. Bei seiner Kur in Tirol vervollständigte Schrödinger sein Buch "Mein Leben, Meine Weltansicht" und verfasste eine kurze Autobiographie. Nachdem seine Frau nach einem Asthmaanfall im Krankenhaus war, war Schrödinger alleine nach Wien zurückgekehrt. Er war jedoch schließlich zu schwach um sich selbst zu versorgen sodass auch er ins Spital kam. Am Abend des 4. Jänner 1961 verstarb Erwin Schrödinger Zuhause an den Folgen seiner langen und schweren Lungenkrankheit. Am 9.Jänner wurde er in Alpbach in Tirol bestattet.[8]

Schaffen

Schrödinger war Mitbegründer der Wellenmechanik, er gelangte zu einer Differenzialgleichung 2. Ordnung, zur Wellengleichung der Materie. Die berühmt gewordene "Schrödinger-Gleichung", von ihm und Dirac (1928) durch Anpassung an die Erkenntnisse der Relativitätstheorie korrigiert, liefert die diskreten Energiestufen der Elektronen im Atomverband als Eigenwerte der Differenzialgleichung. Die von Einstein erkannte Doppelnatur (Teilchen und Welle) des Lichts war damit auch für die Elektronen und die gesamte Materie als gültig erwiesen. Schrödingers Erkenntnisse haben ein neues Weltbild mitbegründet, das die bis dahin gültige Physik revolutionierte und die Erkenntnis der Natur auf eine neue Grundlage stellte. Außerdem war Schrödinger Federführend auf dem Gebiet der Farbenlehre und führte die vektorielle Darstellung in die Farbmessung ein.

Schrödinger nahm auch zu philosophischen Aspekten der Quantenmechanik Stellung. In seinem 1944 erschienenen Werk "Was ist Leben?" führt er den Begriff der Negentropie ein. Sie hatte damals großen Einfluss auf die sich entwickelnde Molekularbiologie, indem sie versucht, biologische Themen physikalisch zu erklären, und das Interesse auf den damals unbekannten Mechanismus der Vererbung lenkte, für den er den Begriff des „aperiodischen Kristalls“ prägte, den er sich zum Zeitpunkt der Veröffentlichung noch als Protein vorstellte. Dieses Werk gilt auch heute noch als Klassiker, wie auch viele seiner anderen oft in Form erweiterter Essays geschriebenen Bücher. Sein wohl bekanntestes Gedankenexperiment ist Schrödingers Katze, womit er die kontraintuitiven Auswirkungen der Quantenmechanik auf Gegenstände des täglichen Lebens übertrug und so seine Ablehnung der üblichen statistischen Interpretation der Quantenmechanik zum Ausdruck bringen wollte.

Ehrungen

  • 1913 Haitinger-Preis der Wiener Akademie der Wissenschaften
  • 1933 Nobelpreis für Physik (gemeinsam mit Paul Dirac für Entwicklung der Wellenmechanik)
  • 1937 Max-Planck-Medaille
  • 1956 Erwin-Schrödinger-Preis von der österreichischen Bundesregierung gestiftet; erster Preisträger desselben
  • 1957 Österreichische Ehrenzeichen für Wissenschaft und Kunst
  • Träger zahlreicher in- und ausländischer Preise und Ehrungen, Ehrendoktorate; Mitglied mehrerer Akademien und wissenschaftlicher Gesellschaften [9]
  • 1976 wurde die von Ferdinand Welz angefertigte Büste im Institut für theoretische Physik aufgestellt, 1984 wurde das Denkmal in den Arkadenhof der Universität Wien übersiedelt.
  • Im Institut für Experimentalphysik im 9. Wiener Gemeindebezirk und am ehemaligen physikalischen Institut befinden sich Büsten von ihm. Ebenso ist er am Akademischen Gymnasium und an seinem Wohnhaus in der Pasteurgasse 4 (1090 Wien) verewigt.

Trivia

  • Erwin Schrödinger auf der 1000-Schilling-Banknote der Serie von 1983.
  • Im Jahr 1973 wurde im 22. Wiener Gemeindebezirk der Schrödingerplatz nach ihm benannt. Im 10.Bezirk ist eine Wohnhausanlage nach ihm benannt.
  • Ein Mondkrater, ein Mondtal und ein Asteroid sind nach Erwin Schrödinger benannt.
  • Im Jahr 1987 wurde eine Sonderbriefmarke der österreichischen Post anlässlich seines 100. Geburtstages herausgegeben.

Schriften (Auswahl)

  • "Über die Leitung der Elektrizität auf der Oberfläche von Isolatoren an feuchter Luft" 1910.
  • "Zur Dynamik elastischer gekoppelter Punktsysteme" 1914.
  • "Abhandlung zur Wellenmechanik" 1927.
  • "Vier Vorlesungen über Wellenmechanik" 1928.
  • "Spezielle Relativitätstheorie" 1931.
  • "Die moderne Atomtheorie" 1934.
  • "Was ist Leben?" 1946. (What is life 1944)
  • "Die Besonderheit des Weltbildes der Naturwissenschaft" 1948.
  • "Naturwissenschaft und Humanismus" 1951.
  • "Gibt es Quantensprünge?" 1952.
  • "Was ist Materie?" 1953.
  • "Orientierung im Weltall" 1954.
  • "Die Natur und die Griechen" 1955. (Nature and the Greeks 1954)
  • "Geist und Materie" 1961.
  • "Was ist ein Naturgesetz?" 1962.
  • "Die Wellenmechanik" 1963.
  • "Struktur der Raum-Zeit" 1963. (Space-Time Structure 1950)
  • "Statistische Thermodynamik" 1978.
  • "Gesammelte Abhandlungen, vier Bände: Bd. 1: Beiträge zur statistischen Mechanik, Bd. 2: Beiträge zur Feldtheorie, Bd. 3: Beiträge zur Quantentheorie, Bd. 4: Allgemein wissenschaftliche und populäre Aufsätze" 1984.
  • "Mein Leben, meine Weltansicht" 1985.

Einzelnachweise

  1. Vgl. Moore 2012, S.17-37
  2. Vgl. Moore 2012, S.40-60
  3. Vgl. Moore 2012, S.60-63
  4. Vgl. Moore 2012, S.76-77
  5. Vgl. Moore 2012, S.83-91
  6. Vgl. Moore 2012, S. 109-142
  7. Vgl. Austria-Forum
  8. Vgl. Moore 2012, S.350-416
  9. Austria-Forum, [1]

Literatur

  • Hoffmann 1984: Dieter Hoffmann, Erwin Schrödinger, in: Biographien hervorragender Naturwissenschaftler, Techniker und Mediziner, B.66, Leipzig 18984, S. 8-93.
  • Kat. Auss. der ÖBZ für Physik 2011, Auguste Dick/Gabriele Kerber/Wolfgang Kerber (Hg.), Erwin Schrödinger 1887-1961. Dokumente, Materialien und Bilder (Kat. Auss. der ÖBZ für Physik 2011), Wien 2011.
  • von Meyenn: Karl von Meyenn (Hg.), Eine Entdeckung von ganz außerordentlicher Tragweite – Schrödingers Briefwechsel zur Wellenmechanik und Katzenparadoxon, Berlin/Heidelberg 2011.
  • Moore 1994: Walter J. Moore, Erwin Schrödinger. Eine Biographie, Darmstadt 2012.

Weblinks

Darstellungen