薛定諤量子王國的立法〞者

本文格式為Word版，下載可任意編輯——薛定諤量子王國的“立法〞者報告說，陣地對面山坡上發(fā)現(xiàn)了向己方移動的燈光。薛定諤抵近查看后，以物理學(xué)家的眼光思忖并很快就明白，那是鐵絲網(wǎng)上放電造成的“圣愛爾摩〞之光。在這樣的環(huán)境里之所以看見火光在移動，是由于觀測者自己走動造成的視差現(xiàn)象。

這之后不久，薛定諤開始想念他的科學(xué)工作了。他反躬自問：“是什么原因使你無事可做？這是你追求的生活嗎？〞就在這個時期，他接觸到了愛因斯坦的廣義相對論，也關(guān)注著原子物理學(xué)的最新進(jìn)展，并做了大量閱讀筆記。

這場促使奧匈帝國解體的殘酷戰(zhàn)爭，還促使薛定諤進(jìn)行了哲學(xué)方面的深入思考，他甚至一度考慮轉(zhuǎn)行從事哲學(xué)研究。不過，如他后來所說，他的“保護(hù)天使〞出來干擾了這一計劃：他準(zhǔn)備去做專職哲學(xué)研究的那所大學(xué)所在地切爾諾維茲，依照停戰(zhàn)和約已劃出奧地利的幅員（現(xiàn)屬烏克蘭，稱切爾諾夫策），因而他只能專攻原本要作為業(yè)余研究的理論物理學(xué)了。

可戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)蕭條，大學(xué)里學(xué)術(shù)性職位薪俸很低，這令正準(zhǔn)備結(jié)婚的薛定諤心存疑慮，于是他問父親：“是否讓我也來參與您的生意？〞他可敬的父親斷然回復(fù)：“不，我心愛的孩子，你不應(yīng)當(dāng)來干這個，我不希望你從事這種營生，你要留在大學(xué)里繼續(xù)你的學(xué)術(shù)生涯。〞

此后不到一年，1919年圣誕夜，薛定諤的父親坐在舊扶椅上恬靜地離開了人世。他生前看到兒子唯一的成就，就是終究得到了一份薪水稍高的職位：在耶拿大學(xué)擔(dān)任兼職講師和一位教授的私人助手。

在父親去世后很長一段時間，極少做噩夢的薛定諤都重復(fù)做同樣的一個噩夢，夢中父親依舊在世，而他卻將父親用于業(yè)余科學(xué)研究的所有精致的儀器和植物學(xué)圖書變賣，“無可挽回地毀掉了他的知性生活的基礎(chǔ)〞。這夢境或許是由于薛定諤自身的內(nèi)疚引起的，由于他覺得那幾年自己對父母的關(guān)心太少，而父親對他的一生影響巨大，他十分追念在青少年時期和父親共度的美好時光。

展示了真正的天才

1921年10月15日，薛定諤被任命為蘇黎世大學(xué)理論物理學(xué)教授。

這個時候，從世紀(jì)之交開始的一場沖動人心的物理學(xué)革命正漸入佳境：從德國物理學(xué)家馬克斯·普朗克提出量子概念，到德國物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦提出光量子理論，從英國物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子結(jié)構(gòu)，到丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾把量子論與經(jīng)典電磁理論結(jié)合，幾乎完全變革了包括物質(zhì)觀、時空觀、運(yùn)動觀、規(guī)律觀和因果性在內(nèi)的整個物理學(xué)概念框架和原理體系。

依照普朗克能量量子化的觀點(diǎn)，物質(zhì)輻射（或吸收）的能量不是連續(xù)地，而是一份一份地進(jìn)行的，只能取某個最小數(shù)值的整數(shù)倍，這個最小數(shù)值就叫能量子（簡稱“量子〞）。量子物理學(xué)由于接受了輻射（包括電子的能量）同時具有波和粒子雙重性質(zhì)的概念而獲得了迅速發(fā)展。

這當(dāng)中的一個關(guān)鍵之處，是法國物理學(xué)家路易·維克多·德布羅意在1924年提出的，就宛如愛因斯坦已經(jīng)指出的那樣，波（如光波）也具有像粒子一樣的特性，反言之，粒子，特別是電子，也具有像波一樣的特性。換句話說，就像電磁波能用粒子來描述一樣，所有的物質(zhì)粒子（如電子）都能用波來描述—任何事物都有波粒二象性。

當(dāng)蘇黎世大學(xué)的物理學(xué)家們聚在一起探討德布羅意的離奇觀點(diǎn)時，領(lǐng)頭的彼得·德拜教授評論道：這些想法看起來都很幼稚，由于要正確地處理波的行為，應(yīng)當(dāng)有一個波動方程，用來描述波如何從一個地方走到另一個地方。這句話讓薛定諤上了心思。他認(rèn)定，既然電子是傳播波的始源，那么對于電子的運(yùn)動來說就應(yīng)當(dāng)能夠找到一個波動方程，并且可以通過解這個波動方程去挑揀適合于原子內(nèi)部運(yùn)動的振蕩。

1925年的圣誕節(jié)假期，閑暇中也不放棄研究的薛定諤迸發(fā)出驚人的創(chuàng)造力，有了對波動方程的初步設(shè)想。從1926年1月27日到6月23日，在短短不到5個月的時間里，薛定諤接連發(fā)表了6篇關(guān)于量子理論的論文，其內(nèi)容涵蓋了諸多物理學(xué)前沿領(lǐng)域。波動方程（又稱“薛定諤方程〞）亦在其中，它為處理與光譜有關(guān)的問題提供了便利而簡單的方法，成為當(dāng)今物理學(xué)家不可缺少的工具。

當(dāng)普朗克看到薛定諤的第一篇論文后，致信薛定諤說，讀了它“就像一個渴望的孩子在傾聽困擾他很久的一個謎題的答案〞；讀過其次篇論文后，他說：“你能想象我以多大的興趣和熱心投入這一意義深遠(yuǎn)的研究工作。〞隨后他把薛定諤的論文拿給愛因斯坦看，這位科學(xué)巨人對薛定諤評價道：“你的研究工作展示了真正的天才。〞

幾乎是在薛定諤創(chuàng)立波動力學(xué)的同時，德國物理學(xué)家沃納·海森伯創(chuàng)立了矩陣力學(xué)，并很快由德國物理學(xué)家馬克斯·玻恩跟進(jìn)，再由英國物理學(xué)家保羅·狄拉克最終完成。狄拉克首先確立了一種更艱深、抽象的數(shù)學(xué)形式來描述原子中電子的行為（第三個完整的量子理論），隨后又證明：薛定諤和海森伯的兩種研究思路都包括在數(shù)學(xué)形式之內(nèi)，它們在數(shù)學(xué)上彼此等價。這正如“樹〞可以用兩種（或更多）語言來描述一樣，盡管用語及語法規(guī)則不同，但描述的是同一種事物，而且不同的表示方式會受到