薛定谔

　　埃尔温·薛定谔1887年出生在奥地利维也纳附近的埃德伯格，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）保持了很深密的友谊。 他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。 在1911年薛定谔成为埃克斯纳的助理。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。

　　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。

　　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。1956年回维也纳，任维也纳大学荣誉教授。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。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，薛定谔返回维也纳大学物理研究所，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。
 

　　“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验，是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象：观测。微观物质有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微观物质以波的叠加混沌态存在；一旦人的意识参与到观测行为中，它们立刻选择成为粒子（意识在实验中扮演着什么角色？意识的参与是怎么作用到实验中的量子的？是什么性质的作用？是一种力吗？是什么过程？不知道…）。实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。

　　根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后，外部观测者观测时，物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。

　　薛定谔的猫本身是一个假设的概念，随着技术的发展，人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态，甚至已经开始尝试用病毒来制备薛定谔猫态，如刘慈欣《球状闪电》中变成量子态的人，人们已经越来越接近实现生命体的薛定谔猫。可是另外一方面，人们发现薛定谔猫态（量子叠加态）本身就在生命过程中存在着，且是生物生存不可缺少的。
 

　　“薛定谔把妹法”是网友杜撰的一种把妹方法。其灵感来自著名的物理学假设“薛定谔的猫”。“薛定谔把妹法”中心思想是：事件在被观察以前，一直处在一个所谓“概率云”的状态下，一旦受到观察，则坍缩为实体。通俗一些，就是要给妹子神秘感。

　　具体做法如下：“每天早上，你拿出一个硬币抛掷，让伟大的随机性来决定今天是否给妹子送早餐。 这样，当妹子每天打开抽屉之前，都不知道是否有早餐，而早餐的有无乃是一个独立随机事件，完全无法推测。每天的早餐对于妹子都是一个未知的神秘存在，妹子将逐渐为这一神秘的现象所吸引，最终将不可避免地对送餐人产生极大的兴趣，你在她的心中蒙上了神秘的面纱。 ”

　　对“薛定谔把妹法”的总结是：“这个谜一样的男子，这一刻薛定谔附体，带着量子论般深沉的哀愁，让她从此不能自拔。
 

　　薛定谔方程（Schr?dinger equation）又称薛定谔波动方程（Schrodinger wave equation），是由奥地利物理学家薛定谔提出的量子力学中的一个基本方程，也是量子力学的一个基本假定，其正确性只能靠实验来检验。它是将物质波的概念和波动方程相结合建立的二阶偏微分方程，可描述微观粒子的运动，每个微观系统都有一个相应的薛定谔方程式，通过解方程可得到波函数的具体形式以及对应的能量，从而了解微观系统的性质。薛定谔方程表明量子力学中，粒子以概率的方式出现，具有不确定性，宏观尺度下失效可忽略不计。