Het is nu honderd jaar geleden sinds Erwin Schrödinger zijn beroemde golfvergelijking publiceerde, de hoeksteen van de kwantummechanica die onze kijk op de werkelijkheid fundamenteel veranderde. Toch is zijn naam vandaag de dag wellicht bekender door een gedachte-experiment met een kat die tegelijkertijd leeft én dood is. Dit klinkt als een briljante doorbraak, maar in feite was Schrödinger diep gefrustreerd door de implicaties van zijn eigen werk.
Velen van ons gebruiken kwantumprincipes dagelijks, zonder het te beseffen – denk aan je smartphone of de gps. Maar achter de schermen gaat het om waarschijnlijkheden en bizarre toestanden die ons klassieke brein moeilijk kan bevatten. Als je dacht dat de moderne natuurkunde al vreemd was, dan moet je de persoonlijke strijd van de Oostenrijkse wetsgeleerde kennen.
Van Wenen naar Zwitserse Doorbraken
Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger werd geboren in een welgesteld Weens gezin in 1887. Zijn omgeving was intellectueel: zijn vader was botanicus en zijn moeder kwam uit een chemici-familie, wat zorgde voor een tweetalige opvoeding waar Duits en Engels sprakelijk waren. Hij kreeg thuisonderwijs tot zijn tiende, een luxe die hem een voorsprong gaf op het gebied van analyse, zolang het maar niet om stampen ging.
De vroege jaren 1900 waren explosief voor de fysica, met Planck en Einstein die de nieuwe wegen insloegen. Schrödinger studeerde in Wenen, promoveerde verrassend snel in 1910, en deed daarna praktisch experimenteel werk, iets wat hij later cruciaal vond voor zijn aardse denken.
De golf krijgt een lichaam
De echte wending kwam na de Eerste Wereldoorlog. Na wat omzwervingen – en zelfs een lezing in meteorologie – vond Schrödinger in Zürich de rust om te excelleren. De vonk sloeg over in 1925, aangewakkerd door het werk van Louis de Broglie.
- De Broglie stelde: als licht (een golf) eigenschappen van deeltjes heeft, moet materie (deeltjes) dan ook golf-eigenschappen hebben?
- Dit concept, de materiegolf, fascineerde Schrödinger enorm.
- Iemand merkte op dat zulke golven een bewegingsvergelijking moesten hebben, net als watergolven.
Het Eureka-moment? Dat kwam in januari 1926, naar verluidt terwijl hij herstellende was van tuberculose in een sanatorium. Hij formuleerde de vergelijking die de evolutie van een kwantumtoestand beschrijft aan de hand van waarschijnlijkheid – de golfvergelijking.
Het Grote Dilemma: Waarom God niet met dobbelstenen speelt
De vergelijking was vernieuwend en werkte perfect om de ‘stappen’ van energie in atomen te verklaren, iets wat de klassieke natuurkunde niet kon. Het leek op Newtons tweede wet, maar dan voor de kans dat je een deeltje ergens zou vinden.
Waar Schrödinger’s formulering (de golfbeelden) en die van Heisenberg (de matrixbeelden) identiek bleken, was er nog één groot struikelblok: de interpretatie. Albert Einstein, die de theorie omarmde, had een beroemde uitspraak over de fundamentele onzekerheid: “God dobbelt niet.”
De dominante denkwijze, de Kopenhagen-interpretatie van Niels Bohr, stelde dat het de waarneming zelf is die de realiteit van het deeltje fixeert. Schrödinger, die hield van een duidelijke, tastbare realiteit, vond dit onverteerbaar. Zijn beroemde kat was een satirische steek naar deze onzekerheid.
De Onconventionele Mens Achter de Formule
Toen Schrödinger in 1927 Planck afloste als professor in Berlijn, leek zijn ster rijzende. De Nobelprijs volgde snel (1933). Maar met de nazi’s aan de macht vluchtte hij uit Duitsland. Zijn persoonlijke leven was echter even complex als zijn wetenschap.
In Oxford botste zijn onconventionele gezinsleven met de Britse conservatisme: zijn vrouw Anna had een relatie met zijn goede vriend, terwijl Schrödinger zelf een relatie had met de vrouw van zijn assistent. Ze woonden samen, en kregen samen een dochter. Dit ongewone systeem was iets waar de academische wereld niet goed mee om kon gaan.
Om de absurditeit van de waarschijnlijkheid te illustreren in 1935, bedacht hij zijn meest beruchte gedachte-experiment:
- Een kat wordt in een afgesloten doos geplaatst met een radioactieve bron.
- Er is 50% kans dat de bron vervalt, een mechanisme activeert, en een gif vrijkomt dat de kat doodt over één uur.
- Volgens de Kopenhagen-interpretatie bevindt de kat zich, totdat de doos wordt geopend, in een superpositie: deels levend, deels dood.
Schrödinger wilde bewijzen hoe krankzinnig dit was bij het toepassen op macroscopische objecten zoals een poes.
Van Fysica naar Levensfilosofie
Na verdere politieke onrust (de Anschluss van Oostenrijk) kwam Schrödinger uiteindelijk terecht in het neutrale Dublin, Ierland. Hier probeerde hij vruchteloos om de algemene relativiteitstheorie van Einstein te verenigen met de elektromagnetisme. Hij droomde van een tweede Nobelprijs, maar de correspondentie met Einstein toonde aan dat hij te ver van zijn kerngebied was afgedwaald, een fenomeen dat we nu de 'Nobelprijs-syndroom' noemen.
In zijn latere jaren verschoof zijn focus volledig. Hij dook in erfelijkheidsleer met zijn invloedrijke boek "Wat is leven?" en filosofische werken over bewustzijn, geïnspireerd door oosterse wijsheid. Hij bleef zoeken naar een onderliggende, deterministische eenheid, weg van de willekeur van de kwantumwereld.
Schrödinger stierf in 1961 in Wenen. Hoewel zijn graf de golfvergelijking draagt, onthult zijn biografie een complexe man die moeite had met de onzekerheid die hij zelf in de wetenschap introduceerde. Hij liet ons de wiskunde, maar zijn filosofische zoektocht ging door tot het einde.
Wat denk jij: als Schrödinger zijn kat had kunnen bevrijden, was hij dan blij geweest met de probabilistische natuur van het universum, of zou hij blijven zoeken naar die ene, zekere vergelijking?
