Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (prononciation allemande : /ˈɛʁviːn ˈʃʁøːdɪŋɐ/ ; Vienne, 12 août 1887-Vienne, 4 janvier 1961) est un physicien et philosophe autrichien, naturalisé irlandais, qui a apporté d’importantes contributions dans les domaines de la mécanique quantique et de la thermodynamique. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1933 pour avoir développé l’équation de Schrödinger, qu’il partageait avec Paul Dirac. Après une longue correspondance avec Albert Einstein, il a proposé l’expérience de pensée du chat de Schrödinger, qui a démontré les paradoxes et les questions de la physique quantique.
Biographie
Schrödinger est né à Erdberg, une ville près de Vienne, en 1887. Il est le fils de Rudolf Schrödinger et de Georgine Emilia Brenda. En 1898, il entre à l’Akademisches Gymnasium, l’une des écoles secondaires les plus prestigieuses du monde germanophone. Entre 1906 et 1910, Schrödinger étudie à Vienne avec Franz Serafin Exner et Friedrich Hasenöhrl. Il effectue également des travaux expérimentaux en collaboration avec Friedrich Kohlrausch. En 1911, Schrödinger devient l’assistant d’Exner.
En octobre 1911, après une année de service militaire dans l’armée autrichienne, Schrödinger retourne à son ancien institut de physique en tant qu’assistant d’Exner. Il enseigne la physique et participe aux expériences menées dans le laboratoire d’Exner. En 1913, Schrödinger pose sa candidature au poste de Privatdozent et, après avoir rempli les conditions requises (publication d’un article scientifique, conférences de démonstration…), le ministère approuve sa demande et lui accorde l’habilitation au début de l’année 1914. La Première Guerre mondiale retarde le début de la carrière d’enseignant de Schrödinger, et le jeune physicien sert comme officier d’artillerie dans les zones relativement paisibles du front sud-est de l’Autriche, à Raibl, Komárom et Prosecco, dans la région de Trieste. En 1917, il devient professeur de météorologie à l’académie des officiers de Wiener Neustadt. Son emploi du temps lui laisse beaucoup de temps pour lire la littérature professionnelle et travailler sur des problèmes scientifiques.
En novembre 1918, Schrödinger retourne à Vienne. Peu après, on lui propose d’occuper un poste de professeur de physique théorique à l’université de Chernivtsí. Après l’effondrement de l’empire austro-hongrois, la ville se trouve dans un autre pays, et il refuse l’offre. La situation économique difficile, son maigre salaire et la faillite de l’entreprise familiale l’obligent à chercher un nouvel emploi, même à l’étranger. Une opportunité se présente en 1919, lorsque Max Wien, directeur de l’Institut de physique de l’université d’Iéna, l’invite à devenir professeur assistant de physique théorique. L’Autrichien accepte l’offre sans hésiter et s’installe à Iéna en avril 1920, juste après son mariage avec Annemarie Bertel, le 6 du même mois. Il n’y reste cependant que quatre mois, puisqu’en septembre, il se rend à Stuttgart pour devenir professeur extraordinaire de physique à l’université des sciences appliquées de Stuttgart (aujourd’hui université de Stuttgart). Malgré la forte inflation de l’époque, il se voit offrir une forte augmentation de salaire. Cependant, d’autres établissements, dont les universités de Wrocław, de Kiel, de Hambourg et de Vienne, lui proposent bientôt des conditions encore meilleures et le poste de professeur de physique théorique. Schrödinger opte pour la première et quitte Stuttgart au bout de six mois. À Wrocław, il travaille pendant la saison estivale, mais finit par changer à nouveau de métier, cette fois pour devenir directeur du prestigieux département de physique théorique de l’université de Zurich.
Schrödinger s’installe à Zurich au cours de l’été 1921. La vie en Suisse est plus stable pour lui. Le scientifique fait du ski et de l’alpinisme dans les montagnes, qui offrent de nombreuses possibilités de loisirs. Ses relations avec Peter Debye, Paul Scherrer et Hermann Weyl, qui travaillent à l’École polytechnique de Zurich, non loin de là, favorisent la créativité scientifique de Schrödinger. Son séjour à Zurich est assombri par une grave maladie en 1921 et 1922. En termes de créativité, les années à Zurich ont été les plus fructueuses, et Schrödinger a écrit son œuvre classique sur la mécanique ondulatoire. Weyl est connu pour l’avoir beaucoup aidé à résoudre des difficultés mathématiques.
En 1926, il publie dans la prestigieuse revue Annalen der Physik un article intitulé Quantisierung als Eigenwertproblem sur la quantification du problème des vecteurs propres de la mécanique ondulatoire qui deviendra l’équation de Schrödinger. La notoriété générée par ses travaux novateurs fait de Schrödinger l’un des principaux candidats au prestigieux poste de professeur de physique théorique à l’université de Berlin, devenu vacant après la démission de Max Planck. Après avoir essuyé le refus d’Arnold Sommerfeld et surmonté ses doutes quant à l’opportunité de quitter Zurich, Schrödinger accepte l’offre et commence à travailler à son nouveau poste en octobre 1927.
À Berlin, le physicien autrichien trouve des amis et des alliés qui partagent sa vision conservatrice de la mécanique quantique et ne reconnaissent pas l’interprétation de Copenhague, notamment Max Planck lui-même, Albert Einstein et Max von Laue. À l’université, Schrödinger donne des cours dans différentes disciplines de la physique, dirige des séminaires et anime des colloques de physique, mais en général, il n’attire pas beaucoup l’attention, comme en témoigne le peu d’étudiants qu’il a. Selon les termes de Victor Weisskopf, qui a travaillé pendant un certain temps comme assistant de Schrödinger, Erwin « jouait le rôle d’un étranger à l’université ».
La même année, en 1927, il assiste au 5e congrès Solvay sur la structure et les propriétés du noyau atomique, qui se tient à l’Université libre de Bruxelles.
Schrödinger décrit son séjour à Berlin comme « les années merveilleuses pendant lesquelles j’ai enseigné et appris ». Cette période s’achève en 1933, avec l’arrivée au pouvoir d’Hitler. Schrödinger n’aime pas du tout le nazisme, mais ne l’a jamais exprimé en public, afin de ne pas s’impliquer dans la politique. Pourtant, à cette époque, il était presque impossible de rester apolitique en Allemagne.
Pour ne pas rester sous l’autorité d’un régime antisémite, il décide de quitter l’Allemagne. Schrödinger lui-même explique son départ en disant : « Je ne peux pas laisser les politiciens m’assiéger ». Le physicien britannique Frederick Lindemann (qui deviendra Lord Cherwell), en visite en Allemagne, l’invite à l’accompagner au Magdalen College de l’université d’Oxford. Erwin et sa femme partent en vacances dans le Tyrol du Sud, d’où ils se rendent directement à Oxford. Peu après son arrivée, il apprend qu’il a reçu le prix Nobel de physique, avec Paul Dirac, « pour la découverte de nouvelles formes productives de la théorie atomique ».
Dans son autobiographie, écrite pour l’occasion, Schrödinger résume ainsi sa pensée :
Son poste au Magdalen College d’Oxford ne comportait pas d’enseignement. Comme d’autres étrangers, il reçoit de l’argent de l’Imperial Chemical Industries. Malgré cela, il ne s’est jamais habitué au caractère spécifique de l’une des plus anciennes universités d’Angleterre. L’une des raisons est qu’Oxford se concentre principalement sur les lettres et la théologie, avec peu d’intérêt pour la physique théorique, ce qui met le scientifique mal à l’aise avec sa position élevée et son salaire important, qui lui semble parfois être une aumône. Il n’aimait pas non plus la vie publique, pleine de conventions et de formalités, qui, selon lui, limitait sa liberté. La situation est encore compliquée par sa vie personnelle et familiale non conventionnelle (il vivait avec deux femmes), qui fait scandale dans les cercles religieux d’Oxford. Schrödinger est notamment en conflit avec le professeur d’anglais et de littérature Clive Staples Lewis. Tous ces problèmes, ainsi que la fin des bourses pour les scientifiques immigrés au début de l’année 1936, obligent Schrödinger à explorer différentes options pour poursuivre sa carrière ailleurs qu’à Oxford.
En 1934, il obtient un poste d’assistant à l’université de Princeton, où on lui propose un poste permanent qu’il n’accepte pas. Il a failli aller à l’université d’Édimbourg, mais son visa a expiré et, en 1936, il a accepté un poste de professeur de physique théorique à l’université de Graz, en Autriche.
Le séjour de Schrödinger dans son pays natal ne dure pas longtemps. En mars 1938, l’Anschluss, ou annexion de l’Autriche par l’Allemagne nazie, a lieu. Schrödinger commence à avoir des ennuis en raison de sa fuite de Berlin en 1933 et de ses positions politiques antinazies. Sur les conseils du recteur de l’université, il publie d’abord dans le Tagespost un article rétractant son opposition au nazisme (il le regrettera plus tard, comme il l’avouera à Einstein), ce qui lui vaut de vives critiques de la part de ses collègues expatriés, mais cela ne suffit pas à faire oublier l’offense aux nazis, et il est renvoyé par l’université pour manque de fiabilité politique. Il est harcelé et reçoit l’ordre de ne pas quitter l’Autriche. Schrödinger, craignant d’être contraint de rester, quitte rapidement l’Autriche pour Rome (à l’époque, l’Italie fasciste est le seul pays dans lequel les citoyens du Troisième Reich peuvent voyager sans visa). À cette époque, il a déjà noué des relations avec le Premier ministre irlandais Éamon de Valera, mathématicien de formation, et envisage de créer à Dublin un équivalent de l’Institut d’études avancées de Princeton.
De Rome, il passe à l’Université d’Oxford et à l’Université de Gand.
En 1940, il est invité à participer à la création de ce qui allait devenir le Dublin Institute for Advanced Studies (l' »Irish Institute for Advanced Studies »), promu par le taoiseach Éamon de Valera. Il part pour l’Irlande, s’installe à Dublin, dans la banlieue de Clontarf, et devient directeur de l’École de physique théorique. Il reste en Irlande pendant 17 ans et acquiert la nationalité irlandaise. Pendant son séjour à Dublin, il a écrit plus de 50 publications sur divers sujets, de la biologie (What is life, 1944) à l’histoire des sciences (Nature and the Greeks, 1954), en passant par ses approches d’une théorie unifiée de toutes les forces fondamentales (parfois connue sous le nom de théorie du tout) (Space-Time Structure, 1950).
Schrödinger a vécu à Dublin jusqu’à sa retraite en 1955. Pendant son séjour, il continue à avoir des relations avec diverses femmes, dont certaines étudiantes, relations considérées comme scandaleuses, dont deux filles lui sont nées. En 1956, il retourne à Vienne. Les dernières années de sa vie sont consacrées à la physique mathématique, à la relativité générale et à la théorie du tout, mais son dernier livre, Meine Weltansicht (« Ma vision du monde »), publié en 1961, est consacré à sa vision de la métaphysique.
Schrödinger meurt de la tuberculose le 4 janvier 1961 à Vienne, à l’âge de 73 ans, et est enterré dans le village d’Alpbach, au Tyrol.
Il meurt à Vienne en 1961, à l’âge de 73 ans, des suites d’une tuberculose. Sa veuve Anny lui a survécu. Il est enterré à Alpbach (Autriche).
En 1944, il a publié en anglais un petit volume intitulé What is life ? qui était le résultat de conférences informatives. Cet ouvrage mineur a eu une grande influence sur le développement ultérieur de la biologie. Il apporte deux idées fondamentales :
La recherche scientifique
En 1926, il a formulé sa célèbre équation de Schrödinger qui, bien qu’arrivée un peu plus tard que la Matrixenmechanik (Mécanique matricielle) de Werner Heisenberg, est l’un des fondements de la mécanique quantique. Schrödinger a utilisé des équations différentielles pour décrire comment l’état quantique d’un système physique change au fil du temps. Cette contribution lui a valu une renommée mondiale et le prix Nobel de physique en 1933 (conjointement avec le physicien britannique Paul Dirac). Dans une célèbre série d’articles publiés dans la revue scientifique Annalen der Physik, Schrödinger a démontré l’équivalence de sa formulation avec la mécanique matricielle de Heisenberg, Born et Pascual Jordan.
En 1935, après une longue correspondance avec son ami Albert Einstein, il propose de publier l’expérience de pensée connue sous le nom de chat de Schrödinger, destinée à illustrer les problèmes de l’interprétation de Copenhague de la mécanique quantique lorsqu’elle est appliquée à la description de phénomènes à l’échelle macroscopique.
Schrödinger a apporté d’importantes contributions au domaine de la couleur. Les travaux d’Ernst Mach l’ont amené à s’intéresser à la théorie de la vision ou de la perception des couleurs, domaine dans lequel il est devenu un expert reconnu. Il a également réalisé des études sur la colorimétrie, en étudiant les différents espaces colorimétriques du modèle CIE 1931 (CIE XYZ) de la Commission internationale de l’éclairage. Comme le mélange additif des couleurs suit les règles de l’addition vectorielle, il a représenté les couleurs sous forme de vecteurs.
Héritage
Les questions philosophiques soulevées par le chat de Schrödinger sont encore débattues aujourd’hui. Cette expérience de pensée est devenue sa contribution la plus durable à la vulgarisation scientifique, tandis que l’équation de Schrödinger est sa contribution la plus durable dans un domaine plus technique. En 1993, l’Institut international Erwin Schrödinger pour la physique mathématique a été fondé à Vienne.