埃爾溫·薛定諤（奧地利物理學(xué)家，量子力學(xué)奠基人之一）

埃爾溫·薛定諤（Erwin Schr?dinger，1887年8月12日—1961年1月4日），男，奧地利物理學(xué)家，量子力學(xué)奠基人之一，發(fā)展了分子生物學(xué)。維也納大學(xué)哲學(xué)博士。蘇黎世大學(xué)、柏林大學(xué)和格拉茨大學(xué)教授。在都柏林高級研究所理論物理學(xué)研究組中工作17年。因發(fā)展了原子理論，和保羅·狄拉克（Paul Dirac）共獲1933年諾貝爾物理學(xué)獎。又于1937年榮獲馬克斯·普朗克獎?wù)隆?/p>

物理學(xué)方面，在德布羅意物質(zhì)波理論的基礎(chǔ)上，建立了波動力學(xué)。由他所建立的薛定諤方程是量子力學(xué)中描述微觀粒子運動狀態(tài)的基本定律，它在量子力學(xué)中的地位大致相似于牛頓運動定律在經(jīng)典力學(xué)中的地位。?提出薛定諤貓思想實驗，試圖證明量子力學(xué)在宏觀條件下的不完備性。亦研究有關(guān)熱學(xué)的統(tǒng)計理論問題。在哲學(xué)上，確信主體與客體是不可分割的。主要著作有《波動力學(xué)四講》《統(tǒng)計熱力學(xué)》《生命是什么？——活細(xì)胞的物理面貌》等。

人物生平

1887年埃爾溫·薛定諤出生在奧地利維也納附近的埃德伯格。在薛定諤幼年時期，他深受叔本華的影響，因此，他廣泛閱讀叔本華的作品，他的一生對色彩理論、哲學(xué)、東方宗教深感興趣，特別是印度教。

1898年進(jìn)入了文理高中，從1906年至1910年在維也納大學(xué)學(xué)習(xí)物理與數(shù)學(xué)并在1910年取得博士學(xué)位。此后在維也納物理研究所工作，他當(dāng)時的同事包括弗蘭茨·瑟拉芬·?？怂辜{（Franz Serafin Exner），弗雷德里希·哈瑟諾爾（Friedrich Hasen?hrl）和柯勞什（Kohlrausch）。在大學(xué)期間薛定諤還同園藝家弗朗茨·弗利摩爾（Franz Frimmel）保持了很神秘的友誼。

1911年薛定諤成為?？怂辜{的助理。

1913年與R.W.F.科爾勞施合寫了關(guān)于大氣中鐳 A（即Po）含量測定的實驗物理論文，為此獲得了奧地利帝國科學(xué)院的海廷格獎金。第一次世界大戰(zhàn)期間，他服役于一個偏僻的炮兵要塞，利用閑暇研究理論物理學(xué)。戰(zhàn)后他回到第二物理研究所。

1920年移居耶拿，擔(dān)任M.維恩的物理實驗室的助手。

1924年，L.V.德布羅意提出了微觀粒子具有波粒二象性，即不僅具有粒子性，同時也具有波動性。在此基礎(chǔ)上，1926年薛定諤提出用波動方程描述微觀粒子運動狀態(tài)的理論，后稱薛定諤方程，奠定了波動力學(xué)的基礎(chǔ)，因而與P.A.M.狄拉克共獲1933 年諾貝爾物理學(xué)獎。

1925年底到1926年初，薛定諤在A.愛因斯坦關(guān)于單原子理想氣體的量子理論和L.V.德布羅意的物質(zhì)波假說的啟發(fā)下，從經(jīng)典力學(xué)和幾何光學(xué)間的類比，提出了對應(yīng)于波動光學(xué)的波動力學(xué)方程，奠定了波動力學(xué)的基礎(chǔ)。他最初試圖建立一個相對論性理論，得出了后來稱之為克萊因—戈登方程（見場方程）的波動方程，但由于當(dāng)時還不知道電子有自旋，所以在關(guān)于氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)的理論上與實驗數(shù)據(jù)不符。以后他又改用非相對論性波動方程──以后人們稱之為薛定諤方程──來處理電子，得出了與實驗數(shù)據(jù)相符的結(jié)果。

1926年1—6月，他一連發(fā)表了四篇論文，題目都是《量子化就是本征值問題》，系統(tǒng)地闡明了波動力學(xué)理論。在此以前，德國物理學(xué)家W.K.海森堡、M.玻恩和E.P.約旦于1925年7—9月通過另一途徑建立了矩陣力學(xué)。1926年3月，薛定諤發(fā)現(xiàn)波動力學(xué)和矩陣力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價的，是量子力學(xué)的兩種形式，可以通過數(shù)學(xué)變換,從一個理論轉(zhuǎn)到另一個理論。薛定諤起初試圖把波函數(shù)解釋為三維空間中的振動，把振幅解釋為電荷密度，把粒子解釋為波包。但他無法解決“波包擴散”的困難。最后物理學(xué)界普遍接受了玻恩提出的波函數(shù)的幾率解釋。

1927年—1933 年接替 M.普朗克?，任柏林大學(xué)物理系主任。因納粹迫害猶太人，1933年離德到澳大利亞、英國、意大利等地。

1939年轉(zhuǎn)到愛爾蘭，在都柏林高級研究所工作了17年。

1944年 ，薛定諤著《生命是什么》一書，試圖用熱力學(xué)、量子力學(xué)和化學(xué)理論來解釋生命的本性。這本書使許多青年物理學(xué)家開始注意生命科學(xué)中提出的問題，引導(dǎo)人們用物理學(xué)、化學(xué)方法去研究生命的本性，使薛定諤成為蓬勃發(fā)展的分子生物學(xué)的先驅(qū)。

1956年，薛定諤返回維也納，任維也納大學(xué)物理研究所榮譽教授，獲得奧地利政府頒發(fā)的第一屆薛定諤獎，在維也納大學(xué)理論物理研究所教學(xué)直到去世。當(dāng)他參加完在阿爾卑包赫村（Alpbach）舉行的高校活動后，由于當(dāng)?shù)仫L(fēng)景優(yōu)美而決定死后葬在此地。1957年他一度病危。

1961年1月4日，他因患肺結(jié)核病逝于維也納，死后如愿被埋在了阿爾卑包赫村，他的墓碑上刻著以他命名的薛定諤方程。

個人生活

埃爾溫·薛定諤的母親血統(tǒng)是一半奧地利和一半英國，英國的一方是來自利明頓。

薛定諤幾乎是在同一個時間學(xué)習(xí)英語和德語，因為他的父母二人都在家講這兩種語言。他的父親是一位天主教的信徒，而母親是一位路德教派的信徒。

主要成就

1926年薛定諤提出其波動方程時已39歲，在這一點上，他倒是與其柏林大學(xué)的前任普朗克不無相似。據(jù)說他的這種創(chuàng)造性的激情，恰恰來自圣誕節(jié)假期中與情人的幽會，且一發(fā)而不可收，在短短不到五個月時間里，一連發(fā)表了六篇論文，不僅建立起波動力學(xué)的完整框架，系統(tǒng)地回答了當(dāng)時已知的實驗現(xiàn)象，而且證明了波動力學(xué)與海森伯矩陣力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價的，令整個物理學(xué)界為之震驚（狄拉克也單獨的證明了這個結(jié)論）。頗有諷刺意味的是，盡管為革命性的量子力學(xué)作出了基礎(chǔ)性的貢獻(xiàn)，薛定諤本人的初衷卻是恢復(fù)微觀現(xiàn)象的經(jīng)典解釋；而更令人稱絕的是，薛定諤本人坦承他的科學(xué)工作，常常并非是獨創(chuàng)性的，但他總能敏銳地抓住一些人的創(chuàng)新性觀念，加以系統(tǒng)的構(gòu)建和發(fā)揮，從而構(gòu)成第一流的理論：波動力學(xué)來自德布羅意，《生命是什么》來自玻爾和德爾布呂克，而“薛定諤的貓”則來自愛因斯坦。

量子力學(xué)已成為整個理論物理學(xué)和高科技的基礎(chǔ)，從粒子物理和場論，到激光，超導(dǎo)和計算機。格利賓的書對量子力學(xué)的歷史發(fā)展和應(yīng)用作了相當(dāng)通俗形象的描述。但如何解釋和理解量子力學(xué)的成果，卻至今依然是學(xué)界，尤其是科學(xué)哲學(xué)上的熱門話題。愛因斯坦和玻爾為之爭論了一輩子，“薛定諤的貓”則被愛因斯坦認(rèn)為是最好地揭示了量子力學(xué)的通用解釋的悖謬性。其大意是：在一個封閉的盒子里裝有一只貓和一個與放射性物質(zhì)相連的釋放裝置。在一段時間之后，放射性物質(zhì)有可能發(fā)生原子衰變，通過繼電器觸發(fā)釋放裝置，放出毒氣，也有可能不發(fā)生衰變，因此依據(jù)常識，這只貓或是死的，或是活的。而依據(jù)量子力學(xué)中通用的解釋，波包塌縮依賴于觀察，在觀察之前，這只貓應(yīng)處于不死不活的疊加態(tài)，這顯然有悖于人們的常識，從而凸顯出這種解釋的困境。為擺脫這種困境，人們設(shè)想出了種種方案，但似乎并不能填平這種常識與微觀特異性之間的鴻溝。例如格利賓本人所贊成的多世界解釋，認(rèn)為貓死與貓活這兩種結(jié)果分屬兩個獨立平行且真實存在的世界，是我們的觀察行為選擇了其中之一為我們的世界。這似乎不僅沒有消除，反倒是增加了人們的困惑。

1926年他提出著名的薛定諤方程，為量子力學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)。方程的提出只是稍晚于沃納·海森堡的矩陣力學(xué)學(xué)說，此方程至今仍被認(rèn)為是絕對的標(biāo)準(zhǔn)，它使用了物理學(xué)上所通用的語言即微分方程。這使薛定諤一舉成名，他還在同年證明了自己的波動力學(xué)是與海森堡和玻恩的矩陣力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價的。

1933年納粹奪權(quán)后離開德國移居英國牛津，在馬格達(dá)倫學(xué)院擔(dān)任訪問學(xué)者，獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

1937年被授予馬克斯·普朗克獎?wù)隆?/p>

1944年薛定諤出版了《生命是什么》，此書中提出了負(fù)熵（Negentropie）的概念。他自己發(fā)展了分子生物學(xué)奠定了分子系統(tǒng)發(fā)生學(xué)，成為現(xiàn)代進(jìn)化論的基礎(chǔ)，想通過用物理的語言來描述生物學(xué)中的課題。他還發(fā)表了許多的科普論文，它們至今仍然是進(jìn)入到廣義相對論和統(tǒng)計力學(xué)的世界的最好向?qū)А?/p>

最著名的思想實驗是薛定諤的貓，在這個試驗中他把量子力學(xué)中的反直觀的效果轉(zhuǎn)嫁到日常生活中的事物上來，并想以此來表達(dá)他對想要用一般的統(tǒng)計學(xué)說來解釋量子物理的拒絕。

此外薛定諤還發(fā)表了50余本著作涉及到不同的題目，還進(jìn)行了統(tǒng)一的語義場論的努力。

人物軼事

不同于一般的，或者說圖式化的科學(xué)家形象，據(jù)穆爾的傳記看來，薛定諤似乎是一位性情中人，或者說一位多情種子，他的感情生活與他的貓一樣神秘。他畢生陷于戀情的漩渦與糾葛中。不計青少年時期的情竇初開和數(shù)次情感遭遇，即使在33歲那年成婚后，他仍然是激情充溢，外遇不斷，其對象既有已婚的研究助手的妻子，也有年方二八的他曾輔導(dǎo)過數(shù)學(xué)的女中學(xué)生，既有聞名遐邇的演員和藝術(shù)家，也有年輕的政府職員，而這種浪漫風(fēng)流一直持續(xù)到年逾花甲，并且有不止一個非婚生的孩子。對于每一段情感履歷，他都非常投入，并為此創(chuàng)作了不少纏綿的情詩。?但奇怪的是，生活在維也納和都柏林這樣宗教色彩很濃的地方，他竟然能全然不顧忌傳統(tǒng)禮數(shù)，認(rèn)為這是他個人的自由，甚至設(shè)想過一妻一妾的生活；而同樣令人稱奇的是，他與其原配安妮的婚姻歷經(jīng)這種種事端，竟然能白頭到老，而且安妮還親自照料了他非婚生孩子的嬰兒期。或許這與安妮自己沒有孩子不無關(guān)系，但即便如此，這種薛定諤式的愛情，這樣的家庭關(guān)系，與我們頭腦中的科學(xué)家形象，恐怕還是會有很大反差，相去甚遠(yuǎn)的。

另一段說明此公慣于我行我素的軼事，是盡管他一貫遠(yuǎn)離政治，保持距離，但在奧地利格拉茨大學(xué)任教時，迫于親納粹當(dāng)局的壓力，曾發(fā)表聲明對自己以往的“不敬”行為表示“懺悔”，結(jié)果在當(dāng)?shù)貓蠹埡汀蹲匀弧冯s志上都刊出了他向納粹妥協(xié)的消息。但當(dāng)終于逃到英國，面對其他人的問詢時，他卻又不屑于為自己的行為作任何辯解，認(rèn)為這純屬他個人的自由，無須為此權(quán)宜之計而內(nèi)疚，反倒令其他科學(xué)家頗為尷尬。在納粹剛剛上臺，開始刁難驅(qū)逐猶太科學(xué)家之時，因不愿與納粹同流合污，主動辭去了柏林大學(xué)理論物理學(xué)教授的職位，而為其他科學(xué)家所贊賞，因為按照他的雅利安血統(tǒng)，宗教背景和普朗克繼承人的學(xué)術(shù)地位，他當(dāng)時是完全可以自保其身的。顯然，在這種豐富復(fù)雜的性格形象面前，通常的政治標(biāo)簽似乎是顯得過于蒼白簡單了。

個人語錄

一群專家在一個狹窄的領(lǐng)域所取得的孤立的知識，其本身是沒有任何價值的，只有當(dāng)他與其他所有的知識綜合起來，并且有助于整個綜合知識體系回答“我們是誰”這個問題時，它才真正具有價值。我認(rèn)為科學(xué)是我們致力于回答一個包容了所有其他問題的重大哲學(xué)問題，即我們是誰這一整體中的一部分。

即使一百次嘗試都已失敗，也不應(yīng)該放棄到達(dá)目標(biāo)的希望。要敢于堅持對真理的信仰。

要敏銳地注意到，你的特殊專業(yè)在人類生活的悲喜劇的舞臺上所扮演的角色;要聯(lián)系生活，不僅要聯(lián)系實際的生活，而且要聯(lián)系生活的理想背景，這一點通常顯得更為重要。同時，還要使自己緊跟時代。如果你不能最終告訴別人你一直在做什么，那么，你的研究也就一文不值。

我們的任務(wù)不是去發(fā)現(xiàn)一些別人還沒有發(fā)現(xiàn)的東西，而是針對所有人都看見的東西做一些從未有過的思考。

懷疑主義是廉價又貧瘠的東西。一個比前人更接近真理并清楚地認(rèn)識到其智力構(gòu)建的局限性的人所具有的懷疑主義才是重要而富有成果的。這種懷疑主義只是成倍增加某種發(fā)現(xiàn)的價值，而不會降低它的價值。

受過教育的人中，大多數(shù)對科學(xué)都不感興趣，也不知道科學(xué)知識是形成人類生活理想主義背景的一部分。在對“科學(xué)究竟是什么”全然無知的前提下，許多人認(rèn)為科學(xué)的任務(wù)就是發(fā)現(xiàn)新機器，或者是幫助人們發(fā)明新機器，以便改善我們的生活條件。他們會把這些事情留給專家來做，就像讓管道工來修理他們的水管一樣。如果讓持有這樣觀點的人為我們的孩子選擇學(xué)習(xí)課程，其結(jié)果必然是可悲的。

如果缺乏彼此間的相互理解，教育就無法對那些我們負(fù)有責(zé)任的孩子產(chǎn)生持久的影響。

我們熱切地想知道自己從哪里來到何處去，但唯一可觀察的只有身處的這個環(huán)境。這就是為什么我們?nèi)绱思鼻械亟弑M全力去尋找答案。這就是科學(xué)、學(xué)問和知識，這就是所有精神追求的真正源泉。

量子物理學(xué)與自由意志問題沒有任何聯(lián)系。如果存在自由意志這樣的問題，那么物理學(xué)最新的發(fā)展也不會對它有絲毫促進(jìn)。