點(diǎn)擊上方「襄子的箱子」→右上角菜單欄→設(shè)為星標(biāo) 1887年,埃爾溫·薛定諤出生于奧地利維也納附近的埃德伯格。
薛定諤的父親是一位業(yè)余的植物學(xué)家和擅長(zhǎng)畫風(fēng)景的畫家,雖然繼承了家族生意,但似乎并不感冒。他的母親是一位從事研究工作的化學(xué)家的小女兒,性格開朗。薛定諤從小被家里的女性長(zhǎng)輩圍繞,被寵愛。這可能讓他從小就摸透了女人的心思,成為了物理學(xué)界有史以來的大情圣,牛頓不服也不行。 薛定諤長(zhǎng)大后一表人才,有教養(yǎng),非常帥氣,很有女人緣。 1922年春天,34歲的薛定諤患上了結(jié)核病,于是他和妻子安妮一起帶著一名維也納廚師,前往位于達(dá)沃斯附近的阿羅薩,在阿爾卑斯山脈療養(yǎng)勝地隱居。 1925年,薛定諤這年37歲,算是一個(gè)中年大叔了,但他算是一個(gè)晚成的人,當(dāng)時(shí)他在瑞士蘇黎世大學(xué)。有一天,同事德拜將之前德布羅意的論文交給了薛定諤,想讓他去研究一下,然后給大家做一個(gè)報(bào)告。 結(jié)果,薛定諤對(duì)此來了興趣,他在讀了德布羅意的論文后,決定把它用到原子體系的描述中去,一開始,他想從建立在相對(duì)論基礎(chǔ)上的德布羅意方程出發(fā),結(jié)果不太令人滿意。于是,他又換了其他方法,最終提出了量子力學(xué)的波動(dòng)方程。(薛定諤方程是他在和情人幽會(huì)的過程中弄出來的) 從1926年1月-6月,薛定諤一連發(fā)表了四篇論文,從而徹底地建立了另一種全新的力學(xué)體系——波動(dòng)力學(xué)。結(jié)果,海森堡對(duì)此卻很反感,對(duì)這種解釋很不滿意。海森堡稱薛定諤的方程是毫無意義的,純粹就是騙子。 薛定諤也毫不客氣,說:“我的理論是從德布羅意那里獲得的靈感,我不知道它和海森堡有任何繼承上的關(guān)系。我知道海森堡的理論,它是一種缺乏形象化的,非常困難的超級(jí)代數(shù)方法?!?/strong> 海森堡的矩陣力學(xué)和薛定諤的波動(dòng)力學(xué)看上去像是互為對(duì)立的敵人一樣,要搶奪量子力學(xué)的話語權(quán),究竟誰是對(duì)的,誰是錯(cuò)的呢? 實(shí)際上,兩種玩意兒在數(shù)學(xué)上來說是完全等價(jià)的,其中矩陣力學(xué)是從粒子的運(yùn)動(dòng)方程出發(fā),另一個(gè)則是從波動(dòng)方程出發(fā),所謂殊途同歸,最終都表現(xiàn)的是一個(gè)東西。(馮·諾依曼在量子力學(xué)中也有貢獻(xiàn),他加固了量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)) 很快,大家算出來了,從矩陣出發(fā),可以推導(dǎo)出波動(dòng)函數(shù),從波動(dòng)函數(shù)出發(fā),可以推導(dǎo)出矩陣。話雖如此,但事情還沒有結(jié)束,薛定諤與海森堡就是誰也不服誰。 波粒戰(zhàn)爭(zhēng)第三階段的最后時(shí)刻,也從薛定諤與海森堡的對(duì)陣中迎來了一個(gè)新的高潮。 薛定諤方程的解被稱為“波函數(shù)”,用來描述某個(gè)給定量子實(shí)體的狀態(tài)或情況。波函數(shù)用希臘字母ψ來表示。 薛定諤認(rèn)為,這個(gè)波函數(shù)是一個(gè)空間分布函數(shù),他說:“當(dāng)它和電子的電荷相乘時(shí),就代表了電荷在空間中的實(shí)際分布,就像云彩,各位,電子不是一個(gè)粒子,而是一團(tuán)波,像云彩一樣在空間四周擴(kuò)展開來……” 玻恩將波函數(shù)比作潘多拉的盒子,似乎,從這個(gè)盒子里面冒出來的東西,有著摧毀一切的力量,但是,誰也不知道這里面究竟是什么,就像是…骰子… 當(dāng)時(shí)很多人都將目光放在了薛定諤的方程上,這讓海森堡很不服氣,他寫信給自己的老師玻爾,就像一個(gè)在外面受傷的孩子求安慰一樣,在信中把矩陣力學(xué)跟薛定諤波動(dòng)力學(xué)之間有啥矛盾之處,薛定諤對(duì)粒子的理解等問題,全跟玻爾說了。 玻爾不僅沒有幫著海森堡反對(duì)薛定諤,反而對(duì)薛定諤來了興趣,于是就寫信邀請(qǐng)薛定諤來一趟哥本哈根。 這一次哥本哈根之旅,對(duì)于薛定諤來講,是一場(chǎng)“災(zāi)難”。 玻爾是一個(gè)話癆,一見到薛定諤就喋喋不休,問個(gè)不停。幾天之后,薛定諤扛不住了,病倒了,玻爾的妻子負(fù)責(zé)照顧薛定諤,玻爾也坐在床邊,依舊問個(gè)不停。好在玻爾的妻子將玻爾拉走了,才使得薛定諤得到了片刻的清凈。 玻爾對(duì)于薛定諤的方程非常好奇,薛定諤指出量子躍遷完全無法理解,在原子內(nèi)部移動(dòng)的電子是如何做出這種不連續(xù)跳躍的呢? “這種跳躍應(yīng)該是逐漸的還是在瞬間完成的?”薛定諤問道,“如果是逐漸的,電子軌道的頻率和能量也必須逐漸變化。但在這種情況下,你如何解釋細(xì)細(xì)的譜線始終不變?另一方面,如果跳躍是在瞬間完成的……那么我們必須要問自己一個(gè)問題,跳躍期間電子會(huì)如何行為?為什么它不像電磁理論所指出的那樣發(fā)射連續(xù)的光譜?在跳躍過程中,是哪些定律在主宰電子的運(yùn)動(dòng)?換言之,量子躍遷的整個(gè)想法純屬幻想。” “我只想知道原子內(nèi)部會(huì)發(fā)生什么。我不太介意你選擇用什么語言來討論它?!?/span>薛定諤說道。 1926年,玻恩將“骰子”引入了量子力學(xué)的世界,這幾乎將整個(gè)物理學(xué)家都炸了,因?yàn)轺蛔邮鞘裁?,是不確定性,是隨機(jī),這怎么可以呢?難道物理學(xué)可以容忍這種不確定的玩意嗎? 玻恩繼續(xù)指出,波函數(shù)的平方,代表了電子在某個(gè)地方出現(xiàn)的“概率”,電子本身不會(huì)像波那樣擴(kuò)展出去,但是它的出現(xiàn)概率則像是…一個(gè)波…量子世界,不是一個(gè)確定的世界,而是一個(gè)概率的世界! 這也就是說,號(hào)稱科學(xué)的物理,竟然都不能預(yù)測(cè)電子的行為,它只能找到電子出現(xiàn)的概率。玻恩繼續(xù)解釋,就算我們把電子的初始狀態(tài)測(cè)量得精確無誤,就算我們擁有最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)可以計(jì)算一切環(huán)境對(duì)電子的影響,可是即便如此,我們也不能預(yù)言電子最后的準(zhǔn)確位置。 薛定諤非常不喜歡玻恩的解釋,在他眼里,電子就是波,一切都是波。所謂一個(gè)個(gè)的電子,無非就是電荷在空間中分布地不均勻,波函數(shù)所展現(xiàn)出來的,只是電荷的密度而已。電子看上去是個(gè)粒子,其實(shí)它是個(gè)波,對(duì)于波這個(gè)東西來講,那是連續(xù)的、無處不在的。你看到的電子,不過是因?yàn)殡姾杀容^集中,在這里聚成一坨而已。(所以有人說,薛定諤不懂薛定諤方程) 1927年,第五屆索爾維會(huì)議召開,愛因斯坦默不作聲,薛定諤和德布羅意一伙,玻恩、玻爾和海森堡一伙,互相吵個(gè)沒完,作為主席的洛倫茲盡管德高望重,但在會(huì)議的后幾天也控制不住局勢(shì),而且,他非常不喜歡量子力學(xué)。 ▲ 點(diǎn)擊鏈接查看【十大悖論·薛定諤的貓】 此戰(zhàn)之后,哥本哈根學(xué)派獲得了更廣泛的接受和認(rèn)可。 三年后,1930年,第六屆索爾維會(huì)議召開,玻爾又再次戰(zhàn)勝了愛因斯坦。隨后不久,納粹在德國(guó)逐漸冒出了頭,大家紛紛逃離。1933年2月,柏林的國(guó)會(huì)大廈著火,薛定諤雖然不是猶太人,沒有遭到迫害,但也放棄了高薪工作,離開了德國(guó),去了英國(guó)的牛津大學(xué)。 在英國(guó)期間,薛定諤于1944年寫了《生命是什么》一書,說生命在于“負(fù)熵”,就是熱力學(xué)里面的熵。這本書對(duì)后來不少搞分子生物學(xué)的人都有巨大影響。戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期培養(yǎng)的大批理工科人才,戰(zhàn)后顯得有些過剩,不少人受到薛定諤的感召,轉(zhuǎn)行投身生物學(xué)領(lǐng)域。某種程度上,薛定諤可以說是分子生物學(xué)的先驅(qū)。 一直到1956年,薛定諤才返回維也納,任維也納大學(xué)物理研究所榮譽(yù)教授。 1961年1月4日,薛定諤因肺結(jié)核而去世,享年75歲。在他的墓碑上,刻著他的薛定諤方程。 關(guān)于薛定諤的情史,這里就不多說了,他和妻子都有外遇,妻子的外遇是薛定諤的朋友,是一位數(shù)學(xué)家,薛定諤方程也得到了這位數(shù)學(xué)家朋友的幫助。這對(duì)夫妻對(duì)于另一半在外面有人的事,都心知肚明。據(jù)說在臨死前,薛定諤的妻子握著丈夫的手說:“我原諒你了?!?/strong>
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