※ [本文转录自 Gossiping 看板 #1RRgwfIv ] 作者: jfsu (水精灵) 标题: Re: [问卦] 请问薛丁格科学家 时间: Sat Aug 11 17:38:38 2018 ※ 引述《iwantzzz (我爱大自然)》之铭言： : 我是文组作业员 : 请问爱因斯坦小学毕业还可以伟大科研 : 法拉第小学没毕业对电学很有贡献 : 这几年有空图书馆吹冷气 : 看到一堆学生解薛丁格方程式 : 请问薛丁格小学有毕业吗？ : 还有狄拉克小学有毕业吗? : 科学研究需要天分? : 昨晚梦到跟这些科学家一起做研究 : 兴奋之余 特地来问问 食神说：一字记之曰「心」。爸爸妈妈，爷爷奶奶，男孩女孩...，只要用心， 人人都可以从事科学研究，成为一位顶天立地、堂堂正正的科学家。 先来说说薛丁格吧，狄拉克有机会再来讨论他~ 埃尔文‧薛丁格（德文：Erwin Sch?dinger，1887.8.12－1961.1.4），对岸中国译 为薛定谔，奥地利理论物理学家，量子力学的奠基人之一。1933年和英国物理学家 狄拉克共同获得了诺贝尔物理学奖。 与现代物理量子理论发展史上的名人相比，薛丁格算是大器晚成，第一篇使他们成名的 论文发表时： 爱因斯坦：26岁（1905, 特殊相对论） 波　耳：　29岁 (1914, 原子模型) 海森堡：　26岁（1927, 测不准原理） 包　立：　25岁（1925, 包立不相容原理） 狄拉克：　26岁 (1928, 狄拉克方程式) 薛丁格：　39岁 (1926, 薛丁格方程式) 一般来说，年轻的科学家较容易跳出旧的理论框架，在当时，薛丁格以40岁大叔的年龄 在全新的领域上能有重大的开拓，也算的上是奇行种！ 啊～嘶～中年男子真的是令人摸不透啊！ 换个角度思考，各为乡民在这个年纪，都在做些什麽呢？ 1887年，薛丁格诞生在奥地利的维也纳埃德伯格（Wien Erdberg），父亲经营一间 小工厂。他只进过一次小学，只有短短的二个月，大多时间都是在父亲与家庭教师 的指导下自学。直到11岁，才进入九年制的普通高等学校就读。虽然各科成绩优异，但 此时的他，仍是偏爱物理与数学。 1906年，毕业後随即进入维也纳大学研修理论物理学。当时该学院的教师波兹曼 （Ludwig Boltzmann,1844～1906, 奥地利物理学家，在统计力学的理论有重大贡献， 以其为名作为纪念的波兹曼常数在此领域相应地具有相当重要的地位。他一生在与自己 的学术对手作斗争，被迫不停的宣传分子论，学术上的斗争竟然引入了人身攻击，最终 选择自杀以结束了自己的生命。不幸的是，他一死，他的对手就承认了分子论。） 自杀身亡，薛丁格被校园的悲痛气氛感动，他决心以波兹曼的研究课题为自己的 主攻方向，立志完成波兹曼未竟的事业。 於是薛丁格拜师波兹曼的弟子理论物理学家哈泽诺尔与实验物理学家埃克斯纳的门下。 连续上了八堂财经课，呃...是八个学期他参加了每周五次哈泽诺尔的理论物理讲座， 学习统计力学、汉弥尔顿力学与连续介质力学中的本徵值，这些成为他後来建立 波动力学理论的基础。 薛丁格在1933年与狄拉克获得诺贝尔物理奖时，强调说：『假如哈泽诺尔没有去世的话 ，那麽他现在当然会站在我的位上。』 1910年在哈泽诺尔的指导下获得了博士学位，所做的博士论文是研究在潮湿空气中 绝缘体表面的电传导。之後，他留校担任埃克斯纳的助手，受到了实验科学方面的 严格训练。 1921年，他来到苏黎世大学，担任曾经由爱因斯坦与劳厄担任过的教授职位。不过， 早在世纪之初，物理学的三大发现使经典物理学山雨欲来，之後的量子论与相对论更使 传统理论摇摇欲坠。以往是真理的理论，现在却变得可笑。 在拉塞福发现原子结构後，他的学生波耳在1914年把量子论与电磁理论结合，成功地 提出原子结构的量子理论，特别是轨道量子化之後，海森堡等人建立了描述微观粒子 状态的矩阵力学，突破了量子理论的旧格局。 只不过，矩阵力学的高度抽象性与繁杂的数学运算，使得一般的原子物理学家怯步 不前。 1924年，法国物理家德布罗依(De Brogle, 1892~1987）的波粒二象性，为薛丁格建立 波动力学打开了一扇大门。不过，德布罗依的理论对於当时的物理学家而言又是一个 奇行种，只有爱因斯坦从中看出其中端倪，於是他在1925年发表的理想气体量子统计 的论文中引用，这也引起了研究气体统计问题的薛丁格注意。 自1926年1月到6月，薛丁格连续发表了6篇关於量子力学的论文，将波耳理论、海森堡的 矩阵力学、汉弥尔顿相似关系与德布罗依的理论合而为一，使得波动力学成为一个 有效的完整体系。由於它不像矩阵力学那样难懂，而是采经典理论常用的偏微分方程 描述方法和易於理解的概念。 薛丁格方程式所属的波动力学可以变转换为海森堡的矩阵力学，或是理察‧费因曼的 路径积分表述。薛丁格波动方程式的解，清楚地描述量子尺寸下，粒子 （像电子、质子、正子）的统计性量子行为。 一天，他接到来自爱因斯坦的来信，信中说：『你的文章的意思表现出真正的独创性。』 这句话使得他非常感动，他忆起过世的波兹曼，想起物理学院内同学们啜泣声， 他在心中默念：「伟大的波兹曼seafood，我们终於在浑沌世界中又找到了坚实的 陆地。」 他的朋友看到薛丁格读完信後一直看着天空，便问他为什麽。 他静静地说：『一直看着天空，也只是不让泪水决堤而已。』 由此一说，在薛丁格发现这个举世闻名的方程式时，他到底在做些什麽？很明显的， 薛丁格是崇尚『自由恋爱』。在他外出时，身旁常有妻子或是情妇作伴，甚至他还将 自己和爱人的相处情况钜细靡遗地记录下来，还用了一些复杂的代码来表示他每一次 的邂逅，例如 ob'_'ov 、 (bdﾟ∀ﾟ) 回到一开始的问题，他在创造出这个着名的等式时，他正在阿尔卑斯山上的荷薇山庄 (Villa Herwig)与其中一位女友共渡周末。 这叫众多去死去死团的宅宅们情何以堪！！ 後来他用该方程式来解氢原子的波函数，得到波耳的电子绕原子核运转的模型实际上是 错的！电子并非循着特定的轨道绕行原子，而是以波动的方式在原子核周围运动！ 所以大家请把脑袋中那个传统的电子绕原子核运转的画面擦掉 ，虽然媒体、广告常用 这个来代表科学。 简而言之，电子确实是粒子，只不过要找到这个粒子的机率是由薛丁格的波动方程式 决定； 波越大，代表找到特定粒子的机率越高！ 不过，薛丁格、德布罗依与爱因斯坦认为这个方程式所反映出来的波是物质粒子的波， 但是，波耳、海森堡与玻恩却是认为那是机率波，波函数是微观粒子出现在某一个地方 的机率。也因此，随机与机率便闯入了物理学，这让薛丁格本人甚至是量子理论始祖的 爱因斯坦，都对这样的结果表示惊讶，『量子力学确实值得尊敬，…至少我不相信 上帝是在掷骰子！』 他认为，「量子理论越成功，它就越愚蠢！」 是否愿意接受祝福(Y/n？ Yes！ 是否愿意接受量子论(Y/n？) No！ 薛丁格最有名的研究是在1935年所提出的一个瘟腥致郁的思考性实验：薛丁格的猫， 这是用来解释量子论和我们实际经验间的一个主要矛盾。实验内容在此就不再赘述， 有兴趣的人请自行google。这个出名的实验与拉普拉斯的老智者（Démon de Laplace） 、马克士威的恶魔（Maxwell's demon）、双生子谬论(Twin Paradox)...等等同列。 虽然此思考性的实验因为许多原因无法执行，但其基本的原理终於在1996年，科学家 使用带正电的铍来进行实验而证明。 最後，薛丁格晚年一直致力於用量子力学来促使生物学和物理学的统一研究，他用 波动力学的最新成就和方法剖析生命现象。1944年，《生命是什麽》一书出版， 再一次地推动量子生物学的发展。 1953年，克里克与华生在威尔金斯的X射线绕射的资料基础上，发现了DNA的双股螺旋 结构，就是在薛丁格的感召下，发动了一次漂亮的生物科学革命！ ☆薛丁格大人让生物学兴奋啦！ go to DＮＡ ！ go to ＤＮＡ ！☆ 以上 参考书籍： 1.《物理双月刊》（三十卷二期） 2008 年4月 本月物理史 2. 薛丁格（Erwin Schr?dinger）的吊诡猫（译自APS News，2002年3月） 3. 科学五千年（8） 4. 20世纪最伟大的科学实验 5. 物理之书 (时报出版社) 6. 属性同好会 高尾部长 -- 在台湾，何谓R&D工程师? 1.Reverse and Decap :IC反向工程，去胶，打开封装，拍照，复制电路布局。 2.Resign and Die :没死的就操到辞职，没辞职的就操到死。 3.Rework and Debug :计画永远跟不上变化，变化永远跟不上老板的一句话！ 4.Relax and Delay :太过於轻松(Relax)，那麽就要有schedule delay的准备！ 但是外派到大陆的台湾郎，晚上是R (鸭)陪客户，白天是D (猪)任人宰割！ --

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