Erwin Schrödinger | |
埃爾溫·魯道夫·約瑟夫·亞歷山大·薛定諤 | |
出生地: | 奧地利維也納 |
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埃爾溫·魯道夫·約瑟夫·亞歷山大·薛定諤[註 1](德語:Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger,1887年8月12日-1961年1月4日),生於奧地利維也納,是奧地利一位理論物理學家,量子力學的奠基人之一。1926年他提出薛定諤方程,為量子力學奠定了堅實的基礎。他想出薛定諤貓思想實驗,試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性。1933年,因為“發現了在原子理論裏很有用的新形式”,薛定諤和英國物理學家保羅·狄拉剋共同獲得了諾貝爾物理學奬,以表彰他們發現了薛定諤方程和狄拉剋方程。他的父親魯道夫·薛定諤是生産油布和防水布的工廠主同時也是一名園藝傢。他的母親格魯吉亞娜·艾米莉·布蘭達是維也納科技大學的教授亞歷山大·鮑爾的女兒。
生平
早年
薛定諤1887年出生在奧地利維也納附近的埃德伯格,1898年進入了文理高中,從1906年至1910年在維也納大學學習物理與數學並在1910年取得博士學位。此後在維也納物理研究所工作,他當時的同事包括弗蘭茨·塞拉芬·埃剋斯納(Franz Serafin Exner),弗裏德裏希·哈澤內爾(Friedrich Hasenöhrl)和弗裏茨·科爾勞施(Fritz Kohlrausch)。在大學期間薛定諤還同園藝傢弗蘭茨·弗裏梅爾(Franz Frimmel)保持了很深密的友誼。他的母親血統是一半奧地利和一半英國,英國的一方是來自利明頓。薛定諤幾乎是在同一個時間學習英語和德語,因為他的父母二人都在傢講這兩種語言。他的父親是一位天主教的信徒,而母親是一位路德教派的信徒。
在1911年薛定諤成為埃剋斯納的助理。在薛定諤幼年時期,他深受叔本華的影響,因此,他廣泛閱讀叔本華的作品,他的一生對色彩理論、哲學、東方宗教深感興趣。
中年
薛定諤在1914年至1918年參加了第一次世界大戰。此後在耶拿大學、斯圖加特大學、布雷斯勞大學和蘇黎世大學教書。特別是在蘇黎世大學他所擔任的理論物理學的教授以前曾由愛因斯坦和馬剋斯·馮·勞厄擔任過。在這裏他提出了著名的薛定諤方程,創立了波動力學學說用以來描述量子力學。
1920年4月6日他同安娜瑪麗·貝特爾(Annemarie Bertel)結婚。在同一年,薛定諤在耶拿成為馬剋斯·維恩的助理,並在1920年9月成為了副教授(ausserordentlicher Professor,ao. Prof.)。1921年,在布雷斯勞(今弗羅次瓦夫)他成為正教授(ordenticher Professor,o. Prof.)。
1921年,他搬到了蘇黎世大學。1926年1月,薛定諤在物理年鑒發表文章“以特徵值問題處理量子化理論”(Quantisierung als Eigenwertproblem)來處理波動力學,並引入了現在稱之為薛定諤方程。在本文中,他“推導”了不含時的波動方程,並證明它正確地給出了類氫原子的能量特徵值。本文被視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。第二篇文章在四個星期後發表,給出了量子諧振子、剛體及雙原子分子的解,並給出了薛定諤方程一個新的推導方式。在五月發表的第三篇文章中,薛定諤證明了他的做法等價於海森伯,並處理了斯塔剋效應。第四篇文章說明了如何處理隨時間變化的係統,例如散射問題。在此論文中,為了避免四次及六次的微方項,薛定諤引入了波動方程的復數解(量子力學可說是從此由實轉復)。在引入了復數後,神奇的事發生了,波動方程的一切就在他腳邊。(他最終將微方項的次數降為一) 這些文章在物理界被公認為意義重大,對他的職業生涯和成就具有重大的意義。薛定諤本人並不太喜歡量子理論的意涵,對於量子力學的概率詮釋,他說:“我不喜歡它,對於我得引入它我感到抱歉。”
1927年薛定諤遷往柏林,接替馬剋斯·普朗剋在洪堡大學擔任理論物理學教授,並成為了普魯士科學院院士。在那裏他感受到了自由進行科學研究的濃厚氣氛。當時在柏林彙聚了世界頂尖的物理學家,比如他的同事維剋托·維斯科普夫。在納粹黨1933年奪取政權後,薛定諤决定離開德國移居英國牛津,在牛津大學莫德林學院擔任訪問學者,同年他獲得了諾貝爾物理學奬。
晚年
1934年,薛定諤在普林斯頓大學講學,校方希望能夠聘請他,但薛定諤拒絶了。之後,他要前往愛丁堡大學當講師,但簽證延誤,最後,1936年他衹好在奧地利格拉次的大學授課。1938年薛定諤由於德奧合併而離開奧地利並遷往愛爾蘭都柏林,在那裏他於1940年建立了理論物理學院並一直擔任主任。
除了量子力學之外,1944年著有《生命是什麽?》(What is Life?)。發現DNA雙蠃旋的詹姆斯·杜威·沃森與弗朗西斯·剋裏剋表示受薛定諤影響頗深。
1956年薛定諤返回維也納,在維也納大學理論物理研究所教學直到去世。當他參加完在阿爾卑巴赫(Alpbach)舉行的高校活動後,由於當地風景優美而决定死後葬在此地。薛定諤因患肺結核在1961年1月4日病逝於維也納,死後如願被埋在了阿爾卑巴赫,他的墓碑上刻着以他命名的薛定諤方程。
個人生活
薛定諤在1920年4月6日和Annemarie Bertel結婚。
薛定諤患有結核,在1920年代曾幾次在阿羅薩的療養院中休養,波方程也是在療養院推導出來的。
安娜瑪麗和薛定諤的墓,上面刻有薛定諤方程
{displaystyle ihbar {frac {partial }{partial t}}Psi ={hat {H}}Psi } |
薛定諤在73歲時,於1961年1月4日因結核逝世於維也納,葬在奧地利阿爾卑巴赫的天主教墓園中。薛定諤並不是天主教徒,但因其宗座科學科學院的會員身份而被允許葬於此處。薛定諤的妻子安娜(生於1896年12月3日)在1965年10月3日逝世。
成果與榮譽
1926年他提出著名的薛定諤方程,至今仍是量子力學的理論基礎。沃納·海森伯在稍早的時候提出矩陣力學,薛定諤提出薛定諤方程,兩者可以得到相同的結果。薛定諤隨後證明,兩者在數學上是等價的。薛定諤方程使用微分方程的形式,比矩陣力學容易理解,因此被廣泛用於教學。
1933年薛定諤獲得諾貝爾物理學奬。
1937年薛定諤被授予馬剋斯·普朗剋奬章。
1944年薛定諤出版了《生命是什麽》,此書中提出了負熵的概念。他自己發展了分子生物學,想通過用物理的語言來描述生物學中的課題。他還發表了許多的科普論文,它們至今仍然是進入到廣義相對論和統計力學的世界的最好嚮導。
1956年薛定諤獲得了奧地利科學院以他為名的埃爾溫·薛定諤奬。
1957年薛定諤獲得了奧地利科學藝術奬章。
最著名的思想實驗是薛定諤貓,在這個試驗中他把量子力學中的反直觀的效果轉嫁到日常生活中的事物上來,並想以此來表達他對想要用一般的統計學說來解釋量子物理的拒絶。
此外薛定諤還發表了50餘本著作涉及到不同的題目,還進行了統一的語義場論的努力。
參見
引用
- ^ Moore, Walter J. Schrödinger, life and thought. Cambridge University Press. 29 May 1992: 10– [7 November 2011]. ISBN 978-0-521-43767-7.
- ^ The Dreams That Stuff Is Made Of: The Most Astounding Papers of Quantum Physics—and How They Shook the Scientific World, Stephen Hawking, (editor), the papers by Schrodinger.
- ^ A Quantum Sampler. The New York Times. 26 December 2005.
- ^ Schrödinger: Life and Thought by Walter John Moore, Cambridge University Press 1992 ISBN 978-0-521-43767-7, discusses Schrödinger's unconventional relationships, including his affair with Hildegunde March, in chapters seven and eight, "Berlin" and "Exile in Oxford".
- ^ Moore, Walter J. Schrödinger by Walter J. Moore: Christmas at Arosa. Books.google.co.uk. 9 January 1926 [13 March 2010]. ISBN 978-0-521-43767-7.
- ^ Walter J. Moore. Schrödinger: Life and Thought. Cambridge University Press. 1992: 482. ISBN 9780521437677. There was some problem about burial in the churchyard since Erwin was not a Catholic, but the priest relented when informed that he was a member in good standing of the Papal Academy, and a plot was made available at the edge of the Friedhof.
- ^ Erwin Schrödinger - Fact
註釋
- ^ 德語人名Schrödinger在現代人名翻譯中譯作“施勒丁格”,但在指該物理學家時約定俗成譯作“薛定諤”
外部鏈接
- 諾貝爾官方網站關於薛定諤簡介
- Erwin Schrödinger on an Austrian banknote.
- YouTube上的1927 Solvay video with opening shot of Schrödinger
- "biographie" (in German) or
- "Biography from the Austrian Central Library for Physics" (in English)
- Encyclopaedia Britannica article on Erwin Schrodinger
- "Deutsche Biographie"
- Nobel Lectures, Physics, 1922–1941, "Erwin Schrödinger Biography" from NobelPrize.org
- 約翰·J·奧康納; 埃德蒙·F·羅伯遜, Schrodinger, MacTutor數學史檔案 (英語)
- Vallabhan, C. P. Girija, "Indian influences on Quantum Dynamics" [ed. Schrödinger's interest in Vedanta]
- Schrödinger Medal of the World Association of Theoretically Oriented Chemists (WATOC)
- The Discovery of New Productive Forms of Atomic Theory Nobel Banquet speech (in German)
- Annotated bibliography for Erwin Schrodinger from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
- (意大利文) Critical interdisciplinary review of Schrödinger's "What Is life?"
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (UK: /ˈʃrɜːdɪŋər/, US: /ˈʃroʊ-, ˈʃreɪ-/; German: [ˈɛɐ̯viːn ˈʃʁøːdɪŋɐ]; 12 August 1887 – 4 January 1961), sometimes written as Erwin Schrodinger or Erwin Schroedinger, was a Nobel Prize-winning Austrian-Irish physicist who developed a number of fundamental results in quantum theory: the Schrödinger equation provides a way to calculate the wave function of a system and how it changes dynamically in time.
In addition, he was the author of many works on various aspects of physics: statistical mechanics and thermodynamics, physics of dielectrics, colour theory, electrodynamics, general relativity, and cosmology, and he made several attempts to construct a unified field theory. In his book What Is Life? Schrödinger addressed the problems of genetics, looking at the phenomenon of life from the point of view of physics. He paid great attention to the philosophical aspects of science, ancient and oriental philosophical concepts, ethics, and religion. He also wrote on philosophy and theoretical biology. He is also known for his "Schrödinger's cat" thought-experiment.