1961년 1월 4일, 오스트리아의 물리학자 에어빈 슈뢰딩거 / 에르빈 슈뢰딩거 (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger,1887 ~ 1961) 별세
에르빈 루돌프 요제프 알렉산더 슈뢰딩거 (독: Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger IPA 1887년 8월 12일 ~ 1961년 1월 4일)는 노벨상을 수상한 오스트리아-아일랜드 물리학자로서 양자역학에서 여러 가지 근본적인 결과들을 개발했다. 슈뢰딩거 방정식은 시스템의 파동 함수를 계산하고 시간에 따라 어떻게 동적으로 변하는지를 계산하는 방법을 제공한다.
– 에어빈 슈뢰딩거 / 에르빈 슈뢰딩거 (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger)
.출생: 1887년 8월 12일, 오스트리아-헝가리 빈
.사망: 1961년 1월 4일(73세), 오스트리아 빈
.국적: 오스트리아
.시민권: 오스트리아, 아일랜드 (1948부터)
.출신 학교: 빈 대학교
.주요 업적: 슈뢰딩거 방정식, 슈뢰딩거의 고양이, 고양이 상태, 슈뢰딩거 방법, 슈뢰딩거 범함수, 슈뢰딩거 군, 슈뢰딩거 묘사, 슈뢰딩거 장, 레이리-슈뢰딩거 섭동, 로버트슨-슈뢰딩거 불확정성 관계, 슈뢰딩거-HJW 정리, 슈뢰딩거의 순-아핀 이론, 결맞는 상태, 에너지 준위, 엔트로피와 생명, 네겐트로피, 양자역학의 해석, 감각질, 양자생물학, 양자 얽힘, 양자 중첩, 양자 스티어링, 치터베베궁
.배우자: 안네마리 베르텔 (결혼 1920)
.수상: 마테우치 메달 (1927년), 노벨 물리학상 (1933년), 막스 플랑크 메달 (1937년)
*과학적 경력
.분야: 물리학
.소속: 브로츠와프 대학교, 취리히 대학교, 베를린 훔볼트 대학교, 옥스퍼드 대학교, 그라츠 대학교 더블린 고등연구소, 헨트 대학교
.학위 논문: 습한 공기에서 절연체 표면의 전기 전도에 대하여(Über die Leitung der Elektrizität auf der Oberfläche von Isolatoren an feuchter Luft) (1910)
.박사 교수: 프리드리히 하젠외를
.기타 교수: 프란츠 S. 엑스너
통계역학과 열역학, 유전체 물리학, 색채 이론, 전기역학, 일반 상대성이론, 우주론 등 물리학의 다양한 측면에 대해 많은 저서를 썼고 통일장 이론을 구축하기 위한 여러 시도를 했다.
그의 책 《생명이란 무엇인가 What Is Life?》에서 슈뢰딩거는 물리학의 관점에서 생명 현상을 바라보면서 유전의 문제를 다루었다.
그는 과학, 고대 및 동양 철학 개념, 윤리 및 종교의 철학적 측면에 큰 관심을 기울였다.
그는 또한 철학과 이론 생물학에 관해 저술했다.
‘슈뢰딩거의 고양’이 사고 실험으로도 유명하다.
○ 생애 및 활동
오스트리아 비엔나 출신의 물리학자. 양자역학의 체계를 세우는 데 큰 공헌을 한 과학자이다. 슈뢰딩거의 고양이로 잘 알려져 있다.
상당히 다방면에 재능이 있던 과학자로, 물리학뿐 아니라 식물학, 고대 문법, 철학 등에도 조예가 있었다. 20대 때에는 쇼펜하우어에 심취했었다.
에르빈 슈뢰딩거는 1887년 8월 12일, 오스트리아-헝가리 제국 빈에서 출생했다.
빈 대학에서 물리학 박사 학위를 취득했다.
제1차 세계대전 동안에는 군대에 복무했으며 그뒤 1921년 취리히로 가 그곳에서 6년을 보냈다.
취리히에서 이론물리학자로서 창조적 업적을 내기에는 상당히 늦은 나이인 39세 되던 1926년의 6개월 동안 양자파동역학의 기초를 세우는 논문들을 썼다. 이 논문에서 그는 행성천문학에서의 뉴턴의 운동방정식과 같이 양자역학에서 기본적인 방정식이라고 할 수 있는 원자의 역학에 대한 편미분 방정식을 기술했다.
1924년 물질 입자들이 이중성을 가지고 어떤 상황에서는 파동처럼 행동한다는 드 브로이의 제안을 받아들여 그러한 체계의 행동을 파동방정식으로 기술하는 이론을 도입했다. 슈뢰딩거 방정식의 해(解)는 뉴턴 방정식의 해와는 달리 물리적 사건들의 확률적 발생에만 관련된 파동함수들이다.
절대적이고 쉽게 가시화되는 뉴턴의 행성 궤도의 사건들의 결과가 양자역학에서는 훨씬 더 추상적인 관념인 확률로 대체되었다 (양자이론의 이 측면은 슈뢰딩거를 비롯한 다른 몇몇 물리학자들을 매우 당황하게 만들었으며, 자신이 그렇게 힘들여 창조한 이론에 대해 일반적으로 받아들여지던 해석에 대한 반론들을 정식화하는 데 나머지 생의 대부분을 보냈다).
1927년 그는 양자 가설의 창안자인 막스 플랑크의 뒤를 이어달라는 베를린대학교의 요청을 받아들여 아인슈타인을 포함한 쟁쟁한 교수진의 일원이 되었다.
1933년 유대인에 대한 박해가 국가의 정책이 되자, 그는 방랑을 시작해 7년 동안 오스트리아, 영국, 벨기에, 로마의 폰티피칼 과학 아카데미, 마지막으로 1940년에는 수학자였다가 정치로 방향을 바꾼 P. E. 데벌레어러가 세운 더블린 고등연구소로 전전했다.
슈뢰딩거는 그후 15년간 아일랜드에 머물면서 물리학과 과학철학 및 과학의 역사에 대해 연구했다.
이 기간 동안 그는 〈생명이란 무엇인가? What is Life?〉를 써서 양자역학이 유전구조의 안정성을 설명하는 데 어떻게 이용될 수 있는지 보여주었다. 슈뢰딩거가 이 책에서 말해야 했던 내용의 많은 부분이 나중에 분자생물학의 발전에 의해 수정되고 확대되었지만 그의 책은 이 주제에 관해 가장 유용하고 심오한 개론서 중의 하나로 남아 있다.
1956년 은퇴하고 빈으로 돌아와 빈대학교의 명예교수가 되었다.
슈뢰딩거는 그 세대의 모든 물리학자들 가운데에서도 뛰어나고 다재다능했다.
그는 서양의 언어들로 된 모든 문학과 철학에 능통했고, 그가 어릴 때 배웠던 영어로 쓴 그의 대중과학 저술들은 그런 종류들 가운데 최고였다. 그의 〈자연과 그리스인 Nature and the Greeks〉(1954)에 요약된 고대 그리스 과학과 철학에 대한 연구를 통해 그는 그리스인들이 만들어낸 과학적 세계관에 감탄했고 인간 존재의 궁극적 신비를 밝혀주는 유일한 도구로서 과학이 적합한지에 대해 의심했다.
그 자신의 형이상학적 입장은 마지막 책 〈나의 세계관 Meine Weltansicht〉(1961)에 표현된 것처럼 베단타의 신비주의에 필적하는 것이었다.
특출한 재능 덕분에 그는 일생을 통해 과학과 철학의 거의 모든 분야에서 중요한 공헌을 했고, 이는 이런 학문분야들의 전체 흐름이 점차 기술적으로 전문화되던 시기에 거의 독보적인 업적이었다.
1956년 오스트리아로 돌아와 1961년 결핵으로 사망했다.
그는 물리학자로 유명하지만 생명의 문제, 과학의 철학적 측면, 고대 및 동양 철학, 윤리와 종교에도 관심이 많았던 다재다능한 학자였다.
특히 생명현상에 대한 그의 뛰어난 통찰은 후대 생물학의 패러다임을 바꾼 DNA의 발견에 영향을 주었다.
중요한 논문들 외에 대중과학 저서로 《생명이란 무엇인가》, 《자연과 그리스인 Nature and the Greeks》 등을 썼다.
○ 업적
베르너 하이젠베르크가 처음으로 행렬을 이용하여 양자역학의 기본 이론을 제시했는데, 이를 탐탁치 않게 여긴 슈뢰딩거는 자신만의 방식으로 양자역학의 기본 이론을 제시하려고 했다. 한편 역학, 특히 고전 역학은 뉴턴의 방법, 라그랑주의 방법, 해밀턴의 방법으로 표현할 수 있었다. 이 중 슈뢰딩거는 해밀턴의 방법과 입자의 파동성에서 착안하여, 1926년 ‘슈뢰딩거의 방정식 (파동방정식)’을 발표하였다. 이는 양자역학의 기본이론을 새로운 방법으로 정립한 것이다.
모든 물질은 파동의 성격과 입자의 성격을 가지는데, 물질들이 가지는 파동의 성격에 대한 방정식이 슈뢰딩거의 (파동) 방정식이다. 이 파동방정식은 평면파의 파수에 운동량을, 진동수에 에너지를 대입함으로써 유도가 가능하다. (파동)이라는 게 붙는 이유는, 슈뢰딩거 방정식을 만족하는 함수는 대개 주기성을 가지는 파동을 나타내기 때문이다. 파동과 같은 성격을 띠었다고 입자가 파동 방정식에서 나온 해와 같이 진동하거나 움직이는 건 아니며 보통은 정상상태 (stationary state)로 존재한다.
1933년 노벨물리학상 수상. 수상의 이유는 당연히 지금까지도 전 세계의 물리학과 및 화학과 학생들을 괴롭히고 있는 슈뢰딩거 방정식 덕분이다.
1935년 논문 “양자역학의 현상에 대해서”에서 슈뢰딩거의 고양이 역설을 발표했다.
참고로 이 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 역설은 원래 양자역학을 그다지 좋아하지 않았던 그가 불확정성 원리를 ‘비난하기 위해서’ 사용했던 비유이나, 의도치않게 비유가 너무나도 적절하게 양자역학의 이중성에 대해서 비유하는 바람에 오히려 양자역학을 ‘설명하는’ 비유로 유명해졌다.
이 때문에 슈뢰딩거 본인도 이런 결과를 굉장히 못마땅하게 생각했고, “내가 이런 것에 일조했다는 것이 유감스럽다.” 라는 말을 하기도 했다. 이후로도 평생동안 슈뢰딩거는 파동함수에 대한 보른의 확률적 해석을 비판했다.
슈뢰딩거는 양자역학을 입자와 같은 방식으로 해석하려 하는 바람에 잘못된 해석이 퍼지게 되었다고 보았다. 그는 2차 양자화를 근거로 입자라는 개념없이 파동의 개념만으로 양자역학을 기술하는 것이 가능하다고 주장했다.
또한 슈뢰딩거는 다른 분야의 물리학과 생물학에 공헌했다. 열역학에 대한 교과서를 집필했으며 중력과 전자기력을 합친 통일장 이론을 제안하기도 했다.
슈뢰딩거는 자신의 명저 ‘생명이란 무엇인가’에서 생명현상에 대해 양자역학을 통한 철학적이고도 본질적인 설명을 시도하는데, 이러한 해석은 후대 생물학자들에게 많은 영향을 주었다고 한다.
○ 서훈과 수상
에르빈 슈뢰딩거의 노벨상 디플로마
슈뢰딩거 방정식의 공식화로 노벨 물리학상 (1933), 폴 디랙과 공유
막스 플랑크 메달 (1937)
1949년 왕립학회 외국인 회원(ForMemRS)으로 선출
오스트리아 과학 아카데미의 에르빈 슈뢰딩거상 (1956)
과학과 예술을 위한 오스트리아 훈장 (1957)
‘슈뢰딩거의 고양이’ (Schrödinger’s cat)는 그의 이름을 따서 명명되었다.
– 슈뢰딩거의 고양이 (Schrödingers Katze)
슈뢰딩거의 고양이 (Schrödingers Katze)는 1935년에 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 보이기 위해서 고안한 사고 실험이다.
자신이 만든 파동방정식의 해 (파동함수)가 확률을 뜻한다고 막스 보른 (Max Born)이 주장하자 물리학에 불확정성이 도입된 것에 대해 반발해 고안된 사고실험이다.
즉, 코펜하겐 해석의 비상식적인 면을 드러내어 비판하고자 하는 목적의 실험이다.
양자역학의 특징을 설명하는 대표적인 예시로 흔히 사용된다. 양자역학에 의하면, 미시적인 세계에서 일어나는 사건은 그 사건이 관측되기 전까지는 확률적으로밖에 계산할 수가 없으며 가능한 서로 다른 상태가 공존하고 있다고 말한다.
슈뢰딩거가 제안한 이 사고 실험은 우연적으로 일어나는 미시적인 사건이 거시적 세계에 영향을 미칠 때 어떻게 되는가를 보여주는 것으로, 하나의 패러독스로서 거론된다.
○ 저서
슈뢰딩거는 물리학자로 유명하지만 생명의 문제, 과학의 철학적 측면, 고대 및 동양 철학, 윤리와 종교에도 관심이 많았던 다재다능한 학자였다.
특히 생명현상에 대한 그의 뛰어난 통찰은 후대 생물학의 패러다임을 바꾼 DNA의 발견에 영향을 주었다.
중요한 논문들 외에 대중과학 저서로 《생명이란 무엇인가》, 《자연과 그리스인 Nature and the Greeks》 등이 있다.
– The List of Erwin Schrödinger’s publications
Archived 2019년 10월 29일 – 웨이백 머신 compiled by Auguste Dick, Gabriele Kerber, Wolfgang Kerber and Karl von Meyenn
Science and the human temperament. Allen & Unwin (1935), translated and introduced by James Murphy, with a foreword by Ernest Rutherford
Nature and the Greeks and Science and Humanism. Cambridge University Press (1996)
The interpretation of Quantum Mechanics. Ox Bow Press (1995)
Statistical Thermodynamics. Dover Publications (1989)
Collected papers. Friedr. Vieweg & Sohn (1984)
My View of the World. Ox Bow Press (1983)
Expanding Universes. Cambridge University Press (1956).
Space-Time Structure. Cambridge University Press (1950).
What Is Life?. Macmillan (1944); 《생명이란 무엇인가》. 서인석 옮김. 한울 (2014).
What Is Life? & Mind and Matter. Cambridge University Press (1974)
참고 = 위키백과, 교보문고
크리스천라이프 편집부