奧地利物理學(xué)家薛定諤簡介
薛定諤是第一個(gè)把遺傳物質(zhì)設(shè)定為一種信息分子的人，提出薛定諤方程與薛定諤的貓思想實(shí)驗(yàn)，提出遺傳是遺傳信息的復(fù)制、傳遞與表達(dá)，并且是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲得者。下面小編就帶大家一起來詳細(xì)了解下吧。
薛定諤人物簡介
埃爾溫·薛定諤(1887~1961)奧地利物理學(xué)家，量子力學(xué)奠基者。薛定諤是第一個(gè)把遺傳物質(zhì)設(shè)定為一種信息分子的人，提出薛定諤方程與薛定諤的貓思想實(shí)驗(yàn)，提出遺傳是遺傳信息的復(fù)制、傳遞與表達(dá)，并且是諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲得者;他的代表作品有《波動(dòng)力學(xué)四講》《統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)》《生命是什么?——活細(xì)胞的物理面貌》等。他提出的薛定諤方程在量子力學(xué)中的地位大致相似于牛頓運(yùn)動(dòng)定律在經(jīng)典力學(xué)中的地位。1961年，薛定諤逝世，葬于阿爾卑包赫村，墓碑上刻著以他命名的薛定諤方程。
薛定諤人物生平
埃爾溫·薛定諤1887年出生在奧地利維也納附近的埃德伯格，1898年進(jìn)入了文理高中，從1906年至1910年在維也納大學(xué)學(xué)習(xí)物理與數(shù)學(xué)并在1910年取得博士學(xué)位。此后在維也納物理研究所工作，他當(dāng)時(shí)的同事包括弗蘭茨·瑟拉芬·?？怂辜{(Franz Serafin Exner)，弗雷德里希·哈瑟諾爾(Friedrich Hasen?hrl)和柯勞什(Kohlrausch)。在大學(xué)期間薛定諤還同園藝家弗朗茨·弗利摩爾(Franz Frimmel)保持了很深密的友誼。 他的母親血統(tǒng)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(gè)時(shí)間學(xué)習(xí)英語和德語，因?yàn)樗母改付硕荚诩抑v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年薛定諤成為埃克斯納的助理。在薛定諤幼年時(shí)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(duì)色彩理論、哲學(xué)、東方宗教深感興趣。特別是印度教。
1913年與R.W.F.科爾勞施合寫了關(guān)于大氣中鐳 A(即Po)含量測定的實(shí)驗(yàn)物理論文，為此獲得了奧地利帝國科學(xué)院的海廷格獎(jiǎng)金。第一次世界大戰(zhàn)期間，他服役于一個(gè)偏僻的炮兵要塞，利用閑暇研究理論物理學(xué)。戰(zhàn)后他回到第二物理研究所。1920年移居耶拿，擔(dān)任M.維恩的物理實(shí)驗(yàn)室的助手。
1925年底到1926年初，薛定諤在A.愛因斯坦關(guān)于單原子理想氣體的量子理論和L.V.德布羅意的物質(zhì)波假說的啟發(fā)下，從經(jīng)典力學(xué)和幾何光學(xué)間的類比，提出了對(duì)應(yīng)于波動(dòng)光學(xué)的波動(dòng)力學(xué)方程，奠定了波動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。他最初試圖建立一個(gè)相對(duì)論性理論，得出了后來稱之為克萊因—戈登方程(見場方程)的波動(dòng)方程，但由于當(dāng)時(shí)還不知道電子有自旋，所以在關(guān)于氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)的理論上與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不符。以后他又改用非相對(duì)論性波動(dòng)方程──以后人們稱之為薛定諤方程──來處理電子，得出了與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符的結(jié)果。1926年1—6月,他一連發(fā)表了四篇論文，題目都是《量子化就是本征值問題》，系統(tǒng)地闡明了波動(dòng)力學(xué)理論。
在此以前，德國物理學(xué)家W.K.海森堡、M.玻恩和E.P.約旦于1925年7—9月通過另一途徑建立了矩陣力學(xué)。1926年3月，薛定諤發(fā)現(xiàn)波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的，是量子力學(xué)的兩種形式，可以通過數(shù)學(xué)變換,從一個(gè)理論轉(zhuǎn)到另一個(gè)理論。薛定諤起初試圖把波函數(shù)解釋為三維空間中的振動(dòng)，把振幅解釋為電荷密度，把粒子解釋為波包。但他無法解決“波包擴(kuò)散”的困難。最后物理學(xué)界普遍接受了玻恩提出的波函數(shù)的幾率解釋。1927年—1933 年接替 M.普朗克 ，任柏林大學(xué)物理系主任。因納粹迫害猶太人，1933年離德到澳大利亞、英國、意大利等地。1939年轉(zhuǎn)到愛爾蘭，在都柏林高級(jí)研究所工作了17年。1956年回維也納，任維也納大學(xué)榮譽(yù)教授。1924年，L.V.德布羅意提出了微觀粒子具有波粒二象性，即不僅具有粒子性，同時(shí)也具有波動(dòng)性。在此基礎(chǔ)上，1926年薛定諤提出用波動(dòng)方程描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的理論，后稱薛定諤方程，奠定了波動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，因而與P.A.M.狄拉克共獲1933 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1944年 ，薛定諤著《生命是什么》一書，試圖用熱力學(xué)、量子力學(xué)和化學(xué)理論來解釋生命的本性。這本書使許多青年物理學(xué)家開始注意生命科學(xué)中提出的問題，引導(dǎo)人們用物理學(xué)、化學(xué)方法去研究生命的本性，使薛定諤成為蓬勃發(fā)展的分子生物學(xué)的先驅(qū)。1956年，薛定諤返回維也納大學(xué)物理研究所，獲得奧地利政府頒發(fā)的第一屆薛定諤獎(jiǎng)，在維也納大學(xué)理論物理研究所教學(xué)直到去世。當(dāng)他參加完在阿爾卑包赫村(Alpbach)舉行的高?；顒?dòng)后，由于當(dāng)?shù)仫L(fēng)景優(yōu)美而決定死后葬在此地。1957年他一度病危。1961年1月4日，他因患肺結(jié)核病逝于維也納，死后如愿被埋在了阿爾卑包赫村，他的墓碑上刻著以他命名的薛定諤方程。
薛定諤的貓
“薛定諤的貓”是由奧地利物理學(xué)家薛定諤于1935年提出的有關(guān)貓生死疊加的著名思想實(shí)驗(yàn)，是把微觀領(lǐng)域的量子行為擴(kuò)展到宏觀世界的推演。這里必須要認(rèn)識(shí)量子行為的一個(gè)現(xiàn)象：觀測。微觀物質(zhì)有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微觀物質(zhì)以波的疊加混沌態(tài)存在;一旦人的意識(shí)參與到觀測行為中，它們立刻選擇成為粒子(意識(shí)在實(shí)驗(yàn)中扮演著什么角色?意識(shí)的參與是怎么作用到實(shí)驗(yàn)中的量子的?是什么性質(zhì)的作用?是一種力嗎?是什么過程?不知道…)。實(shí)驗(yàn)是這樣的：在一個(gè)盒子里有一只貓，以及少量放射性物質(zhì)。之后，有50%的概率放射性物質(zhì)將會(huì)衰變并釋放出毒氣殺死這只貓，同時(shí)有50%的概率放射性物質(zhì)不會(huì)衰變而貓將活下來。
根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，在盒子里必將發(fā)生這兩個(gè)結(jié)果之一，而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結(jié)果。在量子的世界里，當(dāng)盒子處于關(guān)閉狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)則一直保持不確定性的波態(tài)，即貓生死疊加。貓到底是死是活必須在盒子打開后，外部觀測者觀測時(shí)，物質(zhì)以粒子形式表現(xiàn)后才能確定。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)旨在論證量子力學(xué)對(duì)微觀粒子世界超乎常理的認(rèn)識(shí)和理解，可這使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理，客觀規(guī)律不以人的意志為轉(zhuǎn)移，貓既活又死違背了邏輯思維。
薛定諤的貓本身是一個(gè)假設(shè)的概念，隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诠庾?、原子、分子中?shí)現(xiàn)了薛定諤貓態(tài)，甚至已經(jīng)開始嘗試用病毒來制備薛定諤貓態(tài)，如劉慈欣《球狀閃電》中變成量子態(tài)的人，人們已經(jīng)越來越接近實(shí)現(xiàn)生命體的薛定諤貓。可是另外一方面，人們發(fā)現(xiàn)薛定諤貓態(tài)(量子疊加態(tài))本身就在生命過程中存在著，且是生物生存不可缺少的。
薛定諤把妹法
“薛定諤把妹法”是網(wǎng)友杜撰的一種把妹方法。其靈感來自著名的物理學(xué)假設(shè)“薛定諤的貓”。“薛定諤把妹法”中心思想是：事件在被觀察以前，一直處在一個(gè)所謂“概率云”的狀態(tài)下，一旦受到觀察，則坍縮為實(shí)體。通俗一些，就是要給妹子神秘感。
具體做法如下：“每天早上，你拿出一個(gè)硬幣拋擲，讓偉大的隨機(jī)性來決定今天是否給妹子送早餐。 這樣，當(dāng)妹子每天打開抽屜之前，都不知道是否有早餐，而早餐的有無乃是一個(gè)獨(dú)立隨機(jī)事件，完全無法推測。每天的早餐對(duì)于妹子都是一個(gè)未知的神秘存在，妹子將逐漸為這一神秘的現(xiàn)象所吸引，最終將不可避免地對(duì)送餐人產(chǎn)生極大的興趣，你在她的心中蒙上了神秘的面紗。 ”
對(duì)“薛定諤把妹法”的總結(jié)是：“這個(gè)謎一樣的男子，這一刻薛定諤附體，帶著量子論般深沉的哀愁，讓她從此不能自拔。
薛定諤方程
薛定諤方程(Schr?dinger equation)又稱薛定諤波動(dòng)方程(Schrodinger wave equation)，是由奧地利物理學(xué)家薛定諤提出的量子力學(xué)中的一個(gè)基本方程，也是量子力學(xué)的一個(gè)基本假定，其正確性只能靠實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。它是將物質(zhì)波的概念和波動(dòng)方程相結(jié)合建立的二階偏微分方程，可描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，每個(gè)微觀系統(tǒng)都有一個(gè)相應(yīng)的薛定諤方程式，通過解方程可得到波函數(shù)的具體形式以及對(duì)應(yīng)的能量，從而了解微觀系統(tǒng)的性質(zhì)。薛定諤方程表明量子力學(xué)中，粒子以概率的方式出現(xiàn)，具有不確定性，宏觀尺度下失效可忽略不計(jì)。
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