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全球联:物理那些事——埃尔温·薛定谔的故事

来源:推荐文章 / 时间:2025-12-20

全球联:物理那些事——埃尔温·薛定谔的故事 


在物理学中,有一个很有趣的思想很多人听过,叫做薛定谔的猫。说完这个,可能大家也猜到了我们今天要讲的物理学家,薛定谔。


埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger,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。


他的贡献——薛定谔方程


“奠定了波动力学的基础”


1924年,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。不同于一般物理学家的最大成就的发现时间,1926年薛定谔提出其波动方程时已39岁,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。


他的生活——有自己的方式


感情生活与他的猫一样神秘


不同于一般的科学家形象,据已有的传记看来,薛定谔似乎是一位性情中人,或者说一位多情的人,他的感情生活与他的猫一样神秘。


他的实验——薛定谔的猫


“死活叠加态”—既死了又活着


借用《生活大爆炸》的举例子,假如把一只猫放进一个密闭且不透明的盒子里,盒子里有一个毒瓶,毒瓶与一个放射性原子核组成一个理想装置,假定该原子核一小时内有50%的可能发生衰变,并且该原子核衰变时会触发装置打开毒瓶,那么在你不打开盒子的情况下你就不会知道猫是活着还是死了。


薛定谔说:按照量子力学的解释,箱中之猫处于“死-活叠加态”——既死了又活着。要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。这使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性,微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了,要么活着,两者必居其一,不可能同时既死又活。


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