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薛定諤小傳:貓比人還出名的鬼才科學家,量子力學的奠基人之一

(永珍歷史特約作者:凌空子)

薛定諤小傳:貓比人還出名的鬼才科學家,量子力學的奠基人之一

1887年8月12日,薛定諤出生在奧地利維也納的一個富裕家庭。他是獨子,家裡人都很寵愛他。他從小受父母影響,展現驚人的語言天賦,對古希臘哲學非常感興趣,愛好數學和物理。

1906年(19歲),他以優異成績考入維也納大學學習物理與數學,並在1910年取得博士學位。此後,他在維也納物理研究所工作。1914年至1918年,薛定諤參加了第一次世界大戰,然後回到大學教書。

1920年4月6日(33歲),他同安娜瑪麗結婚。1921年,他搬到了蘇黎世大學,成為一名教授。

當時的物理學界,信奉的是牛頓經典力學,對微觀世界的探秘研究甚少。而量子革命逐漸在普朗克、愛因斯坦、玻爾的理論激辯中,慢慢揭開了神秘的面紗。

1926年1月(39歲),薛定諤在《物理年鑑》發表文章《以特徵值問題處理量子化理論》,來處理波動力學,並引入了現在稱之為的薛定諤方程。本文被視為二十世紀最重要的成就之一,創造出量子力學的革命,並延伸到物理及化學的各個領域。

隨後,薛定諤在幾個月內,連續發表了多篇重要文章。這些文章在物理界被公認為意義重大,奠定了薛定諤在量子力學上泰斗的地位。薛定諤本人並不太喜歡量子理論,他說:“我不喜歡它,對於我得引入它我感到抱歉。”

(薛定諤方程)

1927年(40歲),薛定諤遷往柏林洪堡大學擔任理論物理學教授。1933年,納粹黨奪取德國政權後,薛定諤決定離開德國,到英國、澳大利亞、義大利等地講學。

1933年(46歲),薛定諤因其對量子物理的貢獻,獲得諾貝爾物理學獎。薛定諤方程是量子力學中描述微觀粒子運動狀態的基本定律。他在量子力學中的地位,相當於牛頓在經典力學中的地位。

(物理界大牛合影,後排左六為薛定諤)

1935年(48歲),他提出了著名的“薛定諤貓”的思想實驗。

首先把一隻貓放進封閉不透明的盒子裡,然後放進一個微觀的放射性原子,一個可以檢測原子衰變的裝置和一個毒氣釋放裝置。它半衰期是一個小時,一個小時內可以產生一個粒子,也可能不產生。假如一個粒子產生,裝置檢測到原子衰變,觸發毒氣釋放,貓就死了。

那麼一個小時後,這隻貓是死是活?

如果不開啟蓋子,貓的狀態可能死、可能活,處於生存與死亡的疊加態。直到開啟蓋子,觀察者介入,貓的狀態才得以確認。微觀的量子力學,要如何詮釋宏觀的生死狀態。

薛定諤提出了一個很尖銳的物理問題,這就是著名的“薛定諤的貓”。這個思想實驗成為量子力學最經典的問題,也是量子理論的試金石。

1936年(49歲),他到愛爾蘭都柏林高階研究所,工作了17年。

1944年(57歲),薛定諤出版了《生命是什麼?》。他將量子力學在生物科學領域,進行了深入研究。他成為蓬勃發展的分子生物學的先驅,後來發現DNA雙螺旋的科學家表示深受薛定諤的啟發和影響。

1961年1月4日(74歲),薛定諤生命走到了盡頭。這顆璀璨的科學之星離去了,但量子力學從此蓬勃發展,他的貓也成為了科學史上的一個奇蹟。

(刻有薛定諤方程的墓地)

(永珍歷史·人物傳記寫作營的第557篇作品,營員“凌空子”的第36篇作品)