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彩色薛定谔

  到山东省图书馆查询爱因斯坦传记的时候,我碰巧看到了《薛定谔传》(沃尔特·穆尔著,班立勤译,中国对外翻译出版公司2001年)。我本来就对这位大名鼎鼎的物理学家很感兴趣,便借出来阅读。



  埃尔温·薛定谔(1887-1961),奥地利著名物理学家,波动力学的创立者,诺贝尔物理奖得主。他的父亲大学学的是化学,后来继承了一家中小企业,拥有深厚的文化功底;外公是一位化学学者,外婆是一位英国人。薛定谔是独生子女,受到了家庭以及他的姨妈们的关爱。

  薛定谔小时表现出过人的才智,父亲担心拔苗助长,没有让他上小学。在中学,他是一名优秀的学生,不死记硬背,却门门优秀。他的一位同学说:“我不记得有我们这位佼佼者回答不出老师提问的时候。数学和物理老师常常会在讲完当天的课程后,把薛定谔叫到黑板前,让他解答问题,他呢,简直就跟玩儿似的,轻松极了。对我们一般学生来讲,数学和物理真是可怕,而这两门偏偏是他偏爱的知识领域。”薛定谔有极高的数学才能。按照传记作者的说法,在物理学家中,他的数学才能仅次于索末菲。

  19岁,薛定谔进入维也纳大学物理系学习。四年后,他获得哲学博士学位(相当于一般国家的硕士学位)。大学毕业后,他服兵役参加了炮兵预备役的训练。之后,他在母校成为助教、无薪教师。薛定谔爱上了十几岁的姑娘弗利切,这不是他的初恋,却是他第一次动了结婚的念头。为了挣钱结婚,他想放弃教职到家族企业工作。他的父亲理智地拒绝了。

  1914年第一次世界大战爆发,薛定谔作为炮兵预备役军官入伍上前线参战。由于战争,他父亲的企业破产,一家人陷入经济困境。不久,他的父亲因病去世。33岁时,薛定谔与比他小九岁的法庭摄影师的女儿安妮·波特尔结婚。

  安妮没有受过高等教育,她喜欢弹琴、唱歌。同许多科学家不一样,薛定谔很厌恶音乐。他对戏剧非常热爱,时常出入剧院。薛定谔不许安妮有一架钢琴。薛定谔一生以追求女性为乐,但是在与安妮的交往中,安妮更加主动些,她是薛定谔的崇拜者。安妮是一个活泼开朗、贤妻良母型的女性。薛定谔是名义上的基督教新教教徒,但是实际上他是一名无神论者。同时,他对印度吠檀多有超乎寻常的热爱。安妮则是一个天主教徒。

  结婚后,薛定谔先后在德国几所大学任教。34岁,薛定谔来到瑞士,成为苏黎世大学的教授。1925年,海森堡等人创建了矩阵力学。1926年,薛定谔创建了波动力学。虽然矩阵力学早于波动力学,但是后者成为量子力学的主流方法。薛定谔方程是科学史上最伟大的方程之一。此方程既简单又复杂,不像经典物理方程那样好理解。

  波动力学是薛定谔灵机闪动的结果,爱因斯坦称之为“来源于真正的天赋”。它表现了薛定谔高超的数学能力,当然,他也得到了数学家朋友赫尔曼·韦尔的帮助。比起同时代的理论物理学家,薛定谔在38岁时才达到事业的巅峰,已经属于大器晚成型。

  薛定谔提出了他的方程,对方程进行正确解释的却是波恩。波恩把波函数解释为几率波,振幅的平方是粒子出现在该点的几率。这否定了物理界的第一个神话——决定论。波恩的几率波、海森堡的不确定原理、玻尔的互补原理,构成了量子力学正统的哥本哈根解释。爱因斯坦、普朗克、薛定谔等人不同意,与哥本哈根学派进行了长期的论战。

  在瑞士工作六年之后,应普朗克的邀请,薛定谔来到柏林大学,接替他的职位。他当选普鲁士科学院院士,与爱因斯坦成为好朋友。当德国纳粹崛起的时候,英国牛津大学物理学教授林德曼决定帮助犹太科学家。不是犹太人的薛定谔主动提出愿意到英国,并且请求带他的朋友阿瑟·马奇一起去。他成为牛津大学马格达莱学院的研究员。1933年,薛定谔与狄拉克共享了当年的诺贝尔物理奖。

  薛定谔个子不高,仅1.67米。他凭借他的声望和才华,俘获了众多女人的心。薛定谔在为少女伊塔·容格辅导功课时爱上了她,并让她怀孕。接着,薛定谔与朋友阿瑟的妻子希尔德相爱,后者为他生下了女儿鲁思。阿瑟默认了这一切,并成为鲁思法律上的父亲。安妮与薛定谔的朋友赫尔曼·韦尔相爱,还主动照顾希尔德的孩子。资助外国学者的公司的一位官员说,公司太慷慨了,不仅养活了科学家自己,还养活了他们的情人。希尔德之后,薛定谔与安妮的老朋友汉西相爱。

  薛定谔成为都柏林高等研究院的教授。此前,他在比利时根特大学短暂地担任访问教授。

  薛定谔继续他丰富多彩的性经历。他爱上了一个12岁的女孩芭芭拉。由于被强烈地警告,他不得不终止单恋。接着,他爱上了新婚不久的演员希拉·格林,后者生下了薛定谔的第二个女儿。希拉的丈夫戴维接纳了孩子,甚至在离婚之后仍然如此,视如己出。接近60岁的薛定谔爱上了一个20多岁的女孩(作者没有公开她的名字)。她生下了薛定谔的第三个女儿。

  薛定谔从小有写日记的习惯,包括与众多情人的交往过程。他为这些女人写了很多诗。从日记和诗可以看出,薛定谔不是为了纯粹追求感官刺激的浪荡子,他在追求浪漫的爱。尽管如此,他在婚姻延续期间这样胡搞,让人不敢恭维。在爱尔兰期间,安妮爱上了物理学家保罗·埃瓦尔德。

  在创建波动力学之后,薛定谔的主要学术成就包括:一、提出“薛定谔之猫”的假设。这是反驳量子力学正统解释的非常有名的例子。二、出版著作《生命是什么?》,推动了分子生物学的发展。同爱因斯坦一样,他致力于统一场论的研究。

  薛定谔是一位好老师而不是一位好导师。他语言优美,讲课生动,颇受学生喜爱。然而,他的科研工作是独立完成的,不擅长、不喜欢协作,他基本没有指导学生。他对想当他研究生的人说:“第一年,除了数学什么都不做;第二年,还是数学;第三年时,你可以过来与我谈谈。”

果脯网编辑:果子

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