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2017年12月15日 星期五

丁酉(鸡)年十月廿八

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薛定谔,E.  奥地利理论物理学家,是波动力学的创始人。
  薛定谔1887年 8月12日生于维也纳。1906~1910年,他在维也纳大学物理系学习。1910年获得博士学位。毕业后,在维也纳大学第二物理研究所工作。1913年与R.W.F.科尔劳施合写了关于大气中镭 A(即218Po)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。
  1921年,薛定谔受聘到瑞士苏黎士大学任数学物理学教授,在那里工作了 6年。开头几年,他主要研究有关热学的统计理论问题,写出了有关气体和反应动力学、振动、点阵振动(及其对内能的贡献)的热力学以及统计等方面的论文。他还研究过色觉理论,他对有关红-绿色盲和蓝-黄色盲频率之间的关系的解释为生理学家们所接受。
  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.海森伯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 Ψ解释为三维空间中的振动振幅,把ΨΨ*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,薛定谔接替M.普朗克,到柏林大学担任理论物理学教授,与普朗克建立了亲密的友谊。同年在莱比锡出版了他的《波动力学论文集》。1933年,薛定谔对于纳粹政权迫害杰出科学家的倒行逆施深为愤慨,同年11月初移居英国牛津,在马格达伦学院任访问教授。就在这一年他与P.A.M.狄喇克共同获得诺贝尔物理学奖。
  1936年冬,薛定谔回到奥地利的格拉茨。奥地利被纳粹德国吞并后,他陷入了十分不利的处境。1938年9月,他在友人的协助下,回到英国牛津。1939年10月转到爱尔兰,在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作了17年。
  在后期,薛定谔研究有关波动力学的应用及统计诠释,新统计力学的数学特征以及它与通常的统计力学的关系等问题。他还探讨了有关广义相对论的问题,并对波场作相对论性的处理。此外,他还写出了有关宇宙学问题的一些论著。与爱因斯坦一样,薛定谔在晚年特别热衷的是把爱因斯坦的引力理论推广为一个统一场论,但也没有取得成功。
  薛定谔对哲学有浓厚的兴趣。早在第一次世界大战时期,他就深入研究过Β.斯宾诺莎、A.叔本华、E.马赫、R.西蒙、R.阿芬那留斯等人的哲学著作。晚年,他致力于物理学基础和有关哲学问题的研究,写了《科学和人文主义──当代的物理学》(英文版,1951)等哲学性著作。
  1944年,薛定谔还发表了《生命是什么?──活细胞的物理面貌》一书(英文版,1948;中译本,1973)。在此书中,薛定谔试图用热力学、量子力学和化学理论来解释生命的本性,引进了非周期性晶体、负熵、遗传密码、量子跃迁式的突变等概念。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,使薛定谔成了今天蓬勃发展的分子生物学的先驱。
  1956年薛定谔回奥地利,奥地利政府给予他以极大的荣誉,设立了以薛定谔的名字命名的国家奖金,由奥地利科学院授给。第一次奖金于1957年授与薛定谔本人。1957年他一度病危。1961年1月4日,他在奥地利的阿尔卑巴赫山村病逝。

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更新时间 : 2009-05-21

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