埃尔温·薛定谔

人物简介

埃尔温·薛定谔（Erwin Schr?dinger，1887年8月12日—1961年1月4日），奥地利物理学家，量子力学奠基人之一，发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论，和狄拉克（Paul Dirac）共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。

物理学方面，在德布罗意物质波理论的基础上，建立了波动力学。由他所建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律，它在量子力学中的地位大致相似于牛顿运动定律在经典力学中的地位。 提出薛定谔猫思想实验，试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。亦研究有关热学的统计理论问题。在哲学上，确信主体与客体是不可分割的。主要著作有《波动力学四讲》《统计热力学》《生命是什么？——活细胞的物理面貌》等。

个人生活

埃尔温·薛定谔的母亲血统是一半奥地利和一半英国，英国的一方是来自利明顿。

薛定谔几乎是在同一个时间学习英语和德语，因为他的父母二人都在家讲这两种语言。他的父亲是一位天主教的信徒，而母亲是一位路德教派的信徒。

个人语录

一群专家在一个狭窄的领域所取得的孤立的知识，其本身是没有任何价值的，只有当他与其他所有的知识综合起来，并且有助于整个综合知识体系回答“我们是谁”这个问题时，它才真正具有价值。我认为科学是我们致力于回答一个包容了所有其他问题的重大哲学问题，即我们是谁这一整体中的一部分。

即使一百次尝试都已失败，也不应该放弃到达目标的希望。要敢于坚持对真理的信仰。

要敏锐地注意到，你的特殊专业在人类生活的悲喜剧的舞台上所扮演的角色;要联系生活，不仅要联系实际的生活，而且要联系生活的理想背景，这一点通常显得更为重要。同时，还要使自己紧跟时代。如果你不能最终告诉别人你一直在做什么，那么，你的研究也就一文不值。

我们的任务不是去发现一些别人还没有发现的东西，而是针对所有人都看见的东西做一些从未有过的思考。

怀疑主义是廉价又贫瘠的东西。一个比前人更接近真理并清楚地认识到其智力构建的局限性的人所具有的怀疑主义才是重要而富有成果的。这种怀疑主义只是成倍增加某种发现的价值，而不会降低它的价值。

受过教育的人中，大多数对科学都不感兴趣，也不知道科学知识是形成人类生活理想主义背景的一部分。在对“科学究竟是什么”全然无知的前提下，许多人认为科学的任务就是发现新机器，或者是帮助人们发明新机器，以便改善我们的生活条件。他们会把这些事情留给专家来做，就像让管道工来修理他们的水管一样。如果让持有这样观点的人为我们的孩子选择学习课程，其结果必然是可悲的。

如果缺乏彼此间的相互理解，教育就无法对那些我们负有责任的孩子产生持久的影响。

我们热切地想知道自己从哪里来到何处去，但唯一可观察的只有身处的这个环境。这就是为什么我们如此急切地竭尽全力去寻找答案。这就是科学、学问和知识，这就是所有精神追求的真正源泉。

量子物理学与自由意志问题没有任何联系。如果存在自由意志这样的问题，那么物理学最新的发展也不会对它有丝毫促进。

主要经历

1887年埃尔温·薛定谔出生在奥地利维也纳附近的埃德伯格。在薛定谔幼年时期，他深受叔本华的影响，因此，他广泛阅读叔本华的作品，他的一生对色彩理论、哲学、东方宗教深感兴趣。特别是印度教。

1898年进入了文理高中，从1906年至1910年在维也纳大学学习物理与数学并在1910年取得博士学位。此后在维也纳物理研究所工作，他当时的同事包括弗兰茨·瑟拉芬·埃克斯纳（Franz Serafin Exner），弗雷德里希·哈瑟诺尔（Friedrich Hasen?hrl）和柯劳什（Kohlrausch）。在大学期间薛定谔还同园艺家弗朗茨·弗利摩尔（Franz Frimmel）保持了很神秘的友谊。

1911年薛定谔成为埃克斯纳的助理。

1913年与R.W.F.科尔劳施合写了关于大气中镭 A（即Po）含量测定的实验物理论文，为此获得了奥地利帝国科学院的海廷格奖金。第一次世界大战期间，他服役于一个偏僻的炮兵要塞，利用闲暇研究理论物理学。战后他回到第二物理研究所。

1920年移居耶拿，担任M.维恩的物理实验室的助手。

1924年，L.V.德布罗意提出了微观粒子具有波粒二象性，即不仅具有粒子性，同时也具有波动性。在此基础上，1926年薛定谔提出用波动方程描述微观粒子运动状态的理论，后称薛定谔方程，奠定了波动力学的基础，因而与P.A.M.狄拉克共获1933 年诺贝尔物理学奖。

1925年底到1926年初，薛定谔在A.爱因斯坦关于单原子理想气体的量子理论和L.V.德布罗意的物质波假说的启发下，从经典力学和几何光学间的类比，提出了对应于波动光学的波动力学方程，奠定了波动力学的基础。他最初试图建立一个相对论性理论，得出了后来称之为克莱因—戈登方程（见场方程）的波动方程，但由于当时还不知道电子有自旋，所以在关于氢原子光谱的精细结构的理论上与实验数据不符。以后他又改用非相对论性波动方程──以后人们称之为薛定谔方程──来处理电子，得出了与实验数据相符的结果。

1926年1—6月，他一连发表了四篇论文，题目都是《量子化就是本征值问题》，系统地阐明了波动力学理论。在此以前，德国物理学家W.K.海森堡、M.玻恩和E.P.约旦于1925年7—9月通过另一途径建立了矩阵力学。1926年3月，薛定谔发现波动力学和矩阵力学在数学上是等价的，是量子力学的两种形式，可以通过数学变换,从一个理论转到另一个理论。薛定谔起初试图把波函数解释为三维空间中的振动，把振幅解释为电荷密度，把粒子解释为波包。但他无法解决“波包扩散”的困难。最后物理学界普遍接受了玻恩提出的波函数的几率解释。

1927年—1933 年接替 M.普朗克 ，任柏林大学物理系主任。因纳粹迫害犹太人，1933年离德到澳大利亚、英国、意大利等地。

1939年转到爱尔兰，在都柏林高级研究所工作了17年。

1944年 ，薛定谔著《生命是什么》一书，试图用热力学、量子力学和化学理论来解释生命的本性。这本书使许多青年物理学家开始注意生命科学中提出的问题，引导人们用物理学、化学方法去研究生命的本性，使薛定谔成为蓬勃发展的分子生物学的先驱。

1956年，薛定谔返回维也纳，任维也纳大学物理研究所荣誉教授，获得奥地利政府颁发的第一届薛定谔奖，在维也纳大学理论物理研究所教学直到去世。当他参加完在阿尔卑包赫村（Alpbach）举行的高校活动后，由于当地风景优美而决定死后葬在此地。1957年他一度病危。

1961年1月4日，他因患肺结核病逝于维也纳，死后如愿被埋在了阿尔卑包赫村，他的墓碑上刻着以他命名的薛定谔方程。

贡献影响

1926年薛定谔提出其波动方程时已39岁，在这一点上，他倒是与其柏林大学的前任普朗克不无相似。据说他的这种创造性的激情，恰恰来自圣诞节假期中与情人的幽会，

且一发而不可收，在短短不到五个月时间里，一连发表了六篇论文，不仅建立起波动力学的完整框架，系统地回答了当时已知的实验现象，而且证明了波动力学与海森伯矩阵力学在数学上是等价的，令整个物理学界为之震惊（狄拉克也单独的证明了这个结论）。颇有讽刺意味的是，尽管为革命性的量子力学作出了基础性的贡献，薛定谔本人的初衷却是恢复微观现象的经典解释；而更令人称绝的是，薛定谔本人坦承他的科学工作，常常并非是独创性的，但他总能敏锐地抓住一些人的创新性观念，加以系统的构建和发挥，从而构成第一流的理论：波动力学来自德布罗意，《生命是什么》来自玻尔和德尔布吕克，而“薛定谔的猫”则来自爱因斯坦。

量子力学已成为整个理论物理学和高科技的基础，从粒子物理和场论，到激光，超导和计算机。格利宾的书对量子力学的历史发展和应用作了相当通俗形象的描述。但如何解释和理解量子力学的成果，却至今依然是学界，尤其是科学哲学上的热门话题。爱因斯坦和玻尔为之争论了一辈子，“薛定谔的猫”则被爱因斯坦认为是最好地揭示了量子力学的通用解释的悖谬性。其大意是：在一个封闭的盒子里装有一只猫和一个与放射性物质相连的释放装置。在一段时间之后，放射性物质有可能发生原子衰变，通过继电器触发释放装置，放出毒气，也有可能不发生衰变，因此依据常识，这只猫或是死的，或是活的。而依据量子力学中通用的解释，波包塌缩依赖于观察，在观察之前，这只猫应处于不死不活的迭加态，这显然有悖于人们的常识，从而凸显出这种解释的困境。为摆脱这种困境，人们设想出了种种方案，但似乎并不能填平这种常识与微观特异性之间的鸿沟。例如格利宾本人所赞成的多世界解释，认为猫死与猫活这两种结果分属两个独立平行且真实存在的世界，是我们的观察行为选择了其中之一为我们的世界。这似乎不仅没有消除，反倒是增加了人们的困惑。

1926年他提出著名的薛定谔方程，为量子力学奠定了坚实的基础。方程的提出只是稍晚于沃纳·海森堡的矩阵力学学说，此方程至今仍被认为是绝对的标准，它使用了物理学上所通用的语言即微分方程。这使薛定谔一举成名，他还在同年证明了自己的波动力学是与海森堡和玻恩的矩阵力学在数学上是等价的。

1933年纳粹夺权后离开德国移居英国牛津，在马格达伦学院担任访问学者，获得诺贝尔物理学奖。

1937年被授予马克斯·普朗克奖章。

1944年薛定谔出版了《生命是什么》，此书中提出了负熵（Negentropie）的概念。他自己发展了分子生物学奠定了分子系统发生学，成为现代进化论的基础，想通过用物理的语言来描述生物学中的课题。他还发表了许多的科普论文，它们至今仍然是进入到广义相对论和统计力学的世界的最好向导。

最著名的思想实验是薛定谔的猫，在这个试验中他把量子力学中的反直观的效果转嫁到日常生活中的事物上来，并想以此来表达他对想要用一般的统计学说来解释量子物理的拒绝。

此外薛定谔还发表了50余本著作涉及到不同的题目，还进行了统一的语义场论的努力。

人物评价

不同于一般的，或者说图式化的科学家形象，据穆尔的传记看来，薛定谔似乎是一位性情中人，或者说一位多情种子，他的感情生活与他的猫一样神秘。他毕生陷于恋情的漩涡与纠葛中。不计青少年时期的情窦初开和数次情感遭遇，即使在33岁那年成婚后，他仍然是激情充溢，外遇不断，其对象既有已婚的研究助手的妻子，也有年方二八的他曾辅导过数学的女中学生，既有闻名遐迩的演员和艺术家，也有年轻的政府职员，而这种浪漫风流一直持续到年逾花甲，并且有不止一个非婚生的孩子。对于每一段情感履历，他都非常投入，并为此创作了不少缠绵的情诗。但奇怪的是，生活在维也纳和都柏林这样宗教色彩很浓的地方，他竟然能全然不顾忌传统礼数，认为这是他个人的自由，甚至设想过一妻一妾的生活；而同样令人称奇的是，他与其原配安妮的婚姻历经这种种事端，竟然能白头到老，而且安妮还亲自照料了他非婚生孩子的婴儿期。或许这与安妮自己没有孩子不无关系，但即便如此，这种薛定谔式的爱情，这样的家庭关系，与我们头脑中的科学家形象，恐怕还是会有很大反差，相去甚远的。

另一段说明此公惯于我行我素的轶事，是尽管他一贯远离政治，保持距离，但在奥地利格拉茨大学任教时，迫于亲纳粹当局的压力，曾发表声明对自己以往的“不敬”行为表示“忏悔”，结果在当地报纸和《自然》杂志上都刊出了他向纳粹妥协的消息。但当终于逃到英国，面对其他人的问询时，他却又不屑于为自己的行为作任何辩解，认为这纯属他个人的自由，无须为此权宜之计而内疚，反倒令其他科学家颇为尴尬。在纳粹刚刚上台，开始刁难驱逐犹太科学家之时，因不愿与纳粹同流合污，主动辞去了柏林大学理论物理学教授的职位，而为其他科学家所赞赏，因为按照他的雅利安血统，宗教背景和普朗克继承人的学术地位，他当时是完全可以自保其身的。显然，在这种丰富复杂的性格形象面前，通常的政治标签似乎是显得过于苍白简单了。