Первое сообщение Шрёдингера в марте 1926 года содержит решающее дополнение к теории де Бройля, позволившее математически рассчитать воздействие отдельных атомов и групп атомов на электронные пучки. Шрёдингер сообщал также о возможностях применения его волнового уравнения в практике эксперимента. Американские физики-экспериментаторы Дэвиссон и Джермер, увлекшись его теорией и руководствуясь его указаниями, попытались обнаружить у электронных пучков явления, подобные тем, которые предсказал Лауэ, наблюдая преломление рентгеновских лучей в кристаллах. Им удалось найти эти явления. К такому же результату пришел и англичанин Дж.П. Томсон.
Открытие интерференции электронных пучков, которое стало известно примерно через год после появления первых работ Шрёдингера, явилось для физиков всего мира очевидным экспериментальным подтверждением волнового характера потока частиц и решительным и важным доказательством правильности взглядов де Бройля и Шрёдингера. "Итак, теперь эта идея проникла в физику и занимает выдающееся место среди различных теорий", - заметил в 1938 году Планк по поводу волновой механики.
Математические разработки Шрёдингера имели для гениально предугаданных де Бройлем волн материи такое же значение, какое имели уравнения поля Максвелла для силовых линий Фарадея. Шрёдингер оперировал при этом строго классическими методами и пользовался наглядными представлениями, которым физики доверяли и которые были доступны пониманию: обстоятельство, в немалой степени способствовавшее быстрому признанию волновой механики.
То, что волновая механика вела к правильным решениям в тех случаях, когда отказывала старая теория Бора, говорило в ее пользу и способствовало ее распространению. Однако, как показал Гейзенберг, "популярная наглядность волновой механики" имела свои недостатки: она уводила в сторону от того направления, которое определялось, с одной стороны, работами Эйнштейна и де Бройля, а с другой - плодотворностью школы Бора.
Шрёдингер пытался обосновать квантовую теорию, односторонне отказавшись от дуализма корпускулы и волны, опираясь только на представление о волне и совершенно отбросив понятие "частица": идея в корне антиатомистическая и тем более удивительная, что принадлежит она духовному ученику и пламенному почитателю Больцмана.
Шрёдингер рассматривал электрон только как своего рода зарядную волну вокруг атомного ядра, которое само является какой-то волной, и попытался обойтись совсем без электрона как частицы. В своем нобелевском докладе он заявил, что атом является "в действительности не чем иным, как феноменом преломления электронной волны, до некоторой степени пойманной атомным ядром". Корпускулы - это, по его мнению, простые "группы волн", или "пакеты волн", которые симулируют движение частиц.
Эти взгляды не соответствовали действительности. Любой счетчик Гейгера и любая камера Вильсона опровергали их. Волны материи, которые первоначально представлялись как наглядно-реальные волновые процессы по типу стоячих волн акустики, приняли абстрактно-математический облик и получили благодаря Борну в конце концов более символическое значение как "волны вероятности". Однако ход мысли Шрёдингера имел глубоко истинное содержание, и потому он оказался полезным для отыскания новых фактов природы.
Открытие Дэвиссоном и Джермером дифракции электронных пучков в кристаллах - это только самый первый пример такого рода. Еще более важным было открытие новых элементарных частиц, существование которых могло быть предсказано на основе системы формул развитой волновой механики, и разгадка в последующие годы многих вопросов, связанных с изучением электрических проводников и полупроводников.
Волновая механика в своей нерелятивистской, неприменимой к свету форме, как она изложена в классических трудах Эрвина Шрёдингера, кажется нам сегодня особенно наглядной иллюстрацией к словам Луи де Бройля: "Мы никогда не должны забывать (история наук это доказывает), что каждый успех нашего познания ставит больше проблем, чем решает, и что в этой области каждая новая открытая земля позволяет предполагать о существовании еще не известных нам необъятных континентов". Шрёдингер сам первый признал и показал, что волновая механика с формально-математической точки зрения полностью равноправна с другими формами квантовой теории, которые в это же время или незадолго до этого были разработаны на основе идей Гейзенберга Борном, Иорданом и Гейзенбергом в Гёттингене и Дираком в Кембридже. Шрёдингера отнюдь не радовала эта равноценность его волновой механики со столь антипатичными ему статистическими теориями; но логика вещей принудила его признать это.
Гёттингенская и кембриджская формы квантовой механики отличаются коренным образом по исходным положениям и по применяемым методам от волновой механики Шрёдингера, однако они ведут к одинаковым результатам. Так как использованные Шрёдингером частные дифференциальные уравнения были более понятны физикам и более легки в употреблении, чем непривычный еще метод матричного расчета, то новая теория в том виде, какой ей придал Шрёдингер, практически получила всеобщее признание. Этому способствовало еще и то, что в ней сохранились неизменными классические геометрические представления о пространстве и времени "Волновая механика пользовалась значительно большей популярностью, чем гёттингенская или кембриджская формы квантовой механики", - сказал в 1954 году в своем нобелевском докладе Макс Борн.
Доказательство математической равноценности волновой механики и матричной механики стало вехой в дальнейшем развитии всей квантовой физики. Совпадение по результатам двух коренным образом отличающихся друг от друга систем объяснения показало физикам, что теоретическое исследование шло по верному пути. И хотя вскоре возникли новые трудности, они обусловливались запутанной природой рассматриваемых явлений.
Несмотря на им самим доказанную эквивалентность обоих объяснений квантовых феноменов, Шрёдингер упорно противился тому, чтобы признать удовлетворительным и исчерпывающим статистическое объяснение квантовой теории, математически разработанное в первую очередь Борном и Гейзенбергом. Уже во время его визита в Копенгаген осенью 1926 года дело дошло до длительных и эмоционально насыщенных споров между Шрёдингером и Бором, в которых, по свидетельству Гейзенберга, "в мельчайших подробностях неумолимо обсуждались самые значительные трудности теории атома и вовремя которых Бор не успокаивался прежде, чем проблема не раскрывалась до конца".
Как страстный сторонник идеи непрерывности Шрёдингер испытывал непреодолимую антипатию к "скачкам квантов" Он стремился устранить это обоснованное Бором представление, которое казалось ему ужасным. Во время одной из своих бесед с Бором Шрёдингер воскликнул в отчаянии: "Если мы собираемся сохранить эти проклятые квантовые скачки, то я вообще сожалею, что имел дело с атомной физикой!" Бор ответил ему "Зато остальные весьма признательны Вам за это, ведь благодаря Вам был сделан решающий шаг вперед в развитии атомной теории" Четверть века спустя Шрёдингер в одном из своих сочинений заявит, что скачки квантов казались ему "год от года все более неприемлемыми".
Наряду с Альбертом Эйнштейном и Максом фон Лауэ Эрвин Шрёдингер принадлежал к тем великим физикам-мыслителям последних десятилетий, которые до конца своей жизни не могли примириться со статистическим толкованием квантовой механики. Он надеялся, что появится какая-нибудь возможность возвратиться в субатомной сфере к классической физике с ее безусловной естественной необходимостью и ее наглядными представлениями Шрёдингер не соглашался с тем, что в мире квантов существует только закон вероятности и что здесь вопрос об объективной реальности должен ставиться иначе, чем в мире больших тел Его переписка с Планком, Эйнштейном и Лоренцом по вопросам квантовой механики отчетливо свидетельствует о его предубеждении по отношению к взглядам копенгагенской школы.
Исследовательская работа ученого по физике не ограничивалась вопросами квантовой теории и теории относительности.
Вначале он работал (также и экспериментально) преимущественно над проблемами учения о теплоте, и особенно над теорией специфической теплоты. Позднее он много занимался вопросами учения о цвете, прежде всего цветовым зрением и измерением цвета. О том, как настойчиво и самостоятельно он размышлял о применении результатов исследований по квантовой физике к биологическим явлениям, свидетельствует его широко распространенная книжка "Что такое жизнь?", в которой он, как говорится в подзаголовке, рассматривал живую клетку глазами физика.
Хотя Шрёдингер, конечно, не был философом в строгом смысле слова, однако он был физиком, проявляющим интерес к теории познания, и, по выражению Гейзенберга, был "вполне философским умом".
В работе "Дух и материя" он рассматривал такие основные философские вопросы, как связь сознания и мозга или соотношение естествознания и религии. В книге "Мое мировоззрение", которая вышла после его смерти, но к печати была подготовлена еще им самим, ученый дал прекрасное, также и в языковом отношении, изображение своих теоретико-познавательных воззрений в их совокупности.
Своими философскими наставниками Шрёдингер называл среди других Спинозу, Шопенгауэра и Маха. В некоторых существенных точках его философия соприкасается с воззрениями крупного английского философа и борца за мир Бертрана Рассела, с которым он неоднократно встречался в Лондоне во время своего пребывания в Англии и личность которого произвела на него глубокое впечатление.
Мировоззрение австрийского физика в основных чертах оформилось сравнительно рано; позднее он углублял и развивал только некоторые его аспекты. Проблема реальности внешнего мира, которую постоянно обсуждали Планк и Эйнштейн, играла важную роль и в философских высказываниях Шрёдингера. Понятие внешнего мира в общепринятой форме казалась ему "удобным, но несколько наивным". По его мнению, следовало бы лучше говорить о "реальном мире предметов", чем о внешнем мире, так как и "собственное тело" принадлежит к этому миру.
Высказывания Шрёдингера о роли языка при решении теоретико-познавательных проблем являются следствием присущего ему духа творческого сомнения, который неизменно обнаруживал свою плодотворность в истории естествознания. Он настойчиво подчеркивал необходимость тщательной критики языка, поступая в данном случае в полном соответствии со взглядами Нильса Бора. Его замечания о псевдопроблемах в философии еще долго будут оставаться актуальными.
Историю развития отношений между естествознанием и церковью Шрёдингер охарактеризовал кратко и метко: "В течение многих веков порабощаемое самым постыдным образом церковью естествознание восстало и с сознанием своего святого права, своей божественной миссии, исполненное ненависти, нанесло увесистый удар старой мучительнице, не принимая во внимание то, что она, хотя и в недостаточной форме, даже забывая о своем долге, все же была единственной избранной хранительницей самого святого достояния отцов".
Он писал об атеизме в естествознании: "Богу как личности нет места в картине мира, которая стала доступной нашему пониманию ценой удаления из нее всего личностного. Мы знаем, что если мы ощущаем бога, то он есть точно такое же реальное ощущение, как и непосредственное чувственное ощущение, как собственная личность. Как таковая, он должен отсутствовать в пространственно-временной картине. "Я не нахожу бога в пространстве и времена", - так говорит честный естествоиспытатель-мыслитель, и за это подвергается гонениям со стороны тех, в катехизисе которых, однако, говорится: "Бог есть дух"".
Среди сочинений Эрвина Шрёдингера, предназначенных для широкого круга читателей, наряду с лекциями "Естествознание и гуманизм" и небольшим сборником "Что такое закон природы?" следует назвать книгу "Природа и греки". В ней физик обосновывает необходимость определенного "возврата к мышлению древних". В соответствии с мнением Гейзенберга, утверждавшего, что вопросы, поставленные греческими мыслителями, еще не утратили своего значения для современного естествознания, Шрёдингер доказывал, что древнегреческая философия, особенно философия досократиков, еще и сегодня может во многом служить образцом.
О материалистических натурфилософах-досократиках он писал: "Они освободились от суеверия. Они рассматривали мир как довольно сложный механизм, действующий по вечным, ему присущим законам, которые они жадно пытались найти. Это и стало основной установкой естествознания вплоть до сегодняшнего дня, вошло в нашу плоть и кровь, и мы забыли, что кто-то некогда открыл и сделал это рабочей программой".
Языку своих докладов и печатных работ Шрёдингер уделял очень большое внимание. Как Луи де Бройль и Нильс Бор, он вкладывал много сил и старания в изложение своих мыслей. Обладая ярко выраженным художественным дарованием, он пробовал свои силы в искусстве слова, выступая и как лирик исключительное явление в истории естествознания. Еще во время своего пребывания в Ирландии (в 1949 году) он опубликовал в одном из западногерманских издательств томик - "Стихотворения".
Этот маленький сборник наряду с его собственными стихами на немецком и английском языках содержит также переводы английской лирики. Созвучие с поэтикой Рильке, Георге и Трак-ля, земляка и сверстника физика, несомненно. Однако стихи Шрёдингера звучат самобытно. Вот одно из них:
Последним соком сладостным налит
на склоне виноград, он цветом - томный взор
Как в августе жжет солнце и палит,
в лазури растопив холодный ветер гор.
Пурпурный ягод жар к себе влечет.
Пригубь последний дар кистей тугих.
Бродящий солнца сок по жилам потечет,
отрада есть в нем для тебя и для других.
Ведь к своему линялому исходу
клонится спелый год. А ночь несет мороз,
и облака высоко, и к восходу
покроет иней сеть прелестных лоз.
А вот маленькое любовное стихотворение:
Святая пред тобою колени склоняю
от тебя принимаю
дыханье мира.
Твой я.
Коль по нраву кумиру
нить порву бытия.
Исследования Эрвина Шрёдингера по атомной физике, несмотря на их ограниченность, оказались очень плодотворными. В своем ходатайстве об избрании создателя волновой механики в Берлинскую Академию наук Макс Планк в ноябре 1928 года писал, что уравнение Шрёдингера дало новые ценные математические методы расчета квантов и одновременно открыло новые перспективы в физике, которые имеют решающее значение для дальнейшего развития квантовой теории и разработка которых возможна в различных направлениях.
Правда, сторонники квантовой механики быстро ушли вперед от первоначальных представлений Шрёдингера. К их числу принадлежит и английский физик-атомщик, лауреат Нобелевской премии Поль Дирак, один из значительнейших теоретиков в физике нашего времени. Он применил принципы специальной теории относительности к квантовой механике и создал волновую механику электрона на релятивистской основе.
Квантовая электродинамика, разработанная в основном Дираком, Ферми, Паули и Гейзенбергом, явила собой предварительное завершение начатого Луи де Бройлем и Шрёдингером теоретического исследования мира атома. Тем самым была создана теория, которая позволяет правильно описать все атомные явления, присущие электронной оболочке. Квантовую теорию ядерных сил создал в 1935 году японский физик Юкава.