เออร์วิน ชโรดิงเจอร์
อันดับ 8 (2) : เออร์วิน ชโรดิงเจอร์
สำหรับนักศึกษาฟิสิกส์ สมการที่ทุกคนต้องรู้จักดี เพราะต้องใช้เป็นประจำมีอยู่ 2 สมการ คือสมการว่าด้วยการเคลื่อนที่ของนิวตัน (ข้อสอง) และสมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ (Schroding Wave Equation) ซึ่งมักจะเรียกกันสั้นๆ เป็น สมการชโรดิงเจอร์ (Schrodinger Equation)
สมการของนิวตันและสมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ เป็นเครื่องมือที่นักศึกษาฟิสิกส์ทั่วโลก ต้องใช้ในการศึกษาสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุหรืออนุภาคที่มีแรงมาเกี่ยวข้องด้วย แต่ต่างกันตรงที่สมการของนิวตัน (ที่รู้จักกันดีในรูปของ F=ma) เป็นสมการที่ใช้สำหรับการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดใหญ่ และเกี่ยวข้องกับความเร็วไม่สูงมาก (เมื่อเปรียบเทียบกับความเร็วแสง) ซึ่งมักจะเรียกรวมๆ เป็นปัญหาการเคลื่อนที่ของวัตถุในระดับของฟิสิกส์ยุคเก่า หรือ Classical Physics
ส่วนสมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ เป็นสมการที่ใช้สำหรับการแก้ปัญหาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุในระดับควอนตัม หรือ Quantum Mechanics เช่น ระดับอิเล็กตรอนในอะตอม หรือการเคลื่อนที่ของอนุภาคองค์ประกอบพื้นฐานของวัตถุในจักรวาล
สมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ มีรูปฟอร์ม ซึ่งใช้กันโดยทั่วไปมากที่สุด เป็นแบบง่ายๆ (พอๆ กับสมการของนิวตัน) คือ HA=EA แต่มีชื่อและความหมายซึ่งค่อนข้างแปลกและเข้าใจยากสำหรับผู้ที่ไม่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์โดยตรง เช่น Hamiltonian (H), Wave Function หรือ Eigenfunction (A) และ Eigenvalue (E) แต่ในการแปลความหมายอย่างให้เป็นรูปธรรม สมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ สามารถให้ความหมายได้อย่างที่เข้าใจไม่ยากนัก เช่น Hamiltonian เป็นส่วนเกี่ยวกับพลังงานรวม ต้นกำเนิดของการเคลื่อนที่ของอนุภาค หรือพลังงานแหล่งกำเนิดของสนามพลังงาน หรือ Energy Field (เช่น พลังงานจลน์ + พลังงานศักย์ของอิเล็กตรอนในอะตอม) Wave Function หรือ ฟังก์ชันคลื่น (A) เป็นส่วนเกี่ยวกับตำแหน่งของอนุภาค (เช่นของอิเล็กตรอนในอะตอม) และ Eigenvalue (E) เป็นส่วนเกี่ยวกับพลังงานของอนุภาคที่มีฟังก์ชันคลื่น A (เช่น พลังงานของอเล็กตรอนที่ระดับของฟังก์ชันคลื่น A)
เออร์วิน ชโรดิงเจอร์ เป็นชาวออสเตรีย เกิดเมื่อวันที่ 12 เดือนสิงหาคม ค.ศ.1887 ที่กรุงเวียนนา ถึงแก่กรรมเมื่อวันที่ 4 เดือน มกราคม ค.ศ.1961 ที่บ้านเกิด คือกรุงเวียนนา) มีชีวิตที่ค่อนข้างจะโลดโผน เคยออกสนามรบแนวหน้าระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ลี้ภัยจากนาซีเยอรมันในระหว่างการขึ้นสู่อำนาจของฮิตเลอร์ ทั้งที่ตนเองไม่ใช่ยิว แต่มีจุดยืนแสดงออกชัดเจนต่อต้านนาซีเยอรมัน โดยความช่วยเหลือของนายกรัฐมนตรีของประเทศไอร์แลนด์ คือ อีมอน เดอ วาเลอรา (Eamon De Valera) ทว่าในบั้นปลายของชีวิต เมื่อสงครามโลกครั้งที่สองสงบลง ก็เดินทางกลับไปทำหน้าที่นักฟิสิกส์คนสำคัญของออสเตรียในประเทศออสเตรีย จนกระทั่งถึงลมหายใจสุดท้าย
เออร์วิน ชโรดิงเจอร์ ได้รับรางวัลโนเบลประจำ ปี ค.ศ.1933 (ร่วมกับ พอล ดิแรก) สำหรับผลงานเกี่ยวกับทฤษฎีอะตอมและกลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การพัฒนาสมการคลื่นของกลศาสตร์ควอนตัมหรือสมการคลื่นของชโรดิงเจอร์นั่นเอง
ที่มาของความคิดนำเออร์วิน ชโรดิงเจอร์ สู่การนำเสนอสมการคลื่นของเขา เริ่มต้นตั้งแต่จุดกำเนิดของทฤษฎีควอนตัม โดยบิดาแห่งฟิสิกส์ควอนตัม คือ มักซ์ พลางค์ (Max Planck) เมื่อปี ค.ศ.1900 ตามด้วยความคิดในวงการฟิสิกส์ควอนตัมต่อมาเรื่อง ความเป็นคลื่นและอนุภาคของทุกสิ่งทุกอย่างที่มักจะเข้าใจกันว่าเป็นคลื่นหรืออนุภาคเพียงอย่างเดียว และสำคัญที่สุดคือการนำเสนอความคิดเรื่องคลื่นอนุภาค หรือ Particle Wave โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ หลุยส์ เดอ บรอยล์ (Louis De Broglie) เมื่อปี ค.ศ.1923