埃爾溫·薛丁格

埃爾溫·魯道夫·約瑟夫·亞歷山大·薛定諤（Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger；1887年8月12日－1961年1月4日），奧地利理論物理學家，量子力學奠基人之一。

1926年提出薛丁格方程，提供計算波函數及其演化的方法，為量子力學奠定堅實的基礎。提出薛丁格貓思想實驗，試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性，探討量子力學中的測量和疊加態的概念。1933年，因為「發現了在原子理論裡很有用的新形式」，薛定諤和英國物理學家保羅·狄拉克共同獲得諾貝爾物理學獎，以表彰他們發現薛丁格方程和狄拉克方程。薛丁格於1935年創造了「量子糾纏」一詞。

此外，薛丁格還撰寫了許多物理學多個方面的著作：統計力學、熱力學、電介質物理學、顏色理論、電動力學、廣義相對論和宇宙學，並多次嘗試構建一個統一場論。薛丁格在其著作《生命是什麼？》中探討遺傳學問題，從物理學的角度看待生命現象；他還非常關注科學的哲學方面、古代和東方的哲學概念、倫理學和宗教，撰寫了哲學和理論生物學方面的文章。在流行文化中，他最出名的是「薛丁格的貓」思想實驗。

## 生平

### 早年

薛丁格1887年生於奧地利維也納附近的埃德伯格，父親魯道夫·薛定諤是油布和防水布工廠主，園藝家；母親喬治亞娜·艾米莉·布蘭達（舊姓鮑爾，維也納科技大學化學教授亞歷山大·鮑爾的女兒）。他是他們唯一的孩子。

薛丁格的母親是一半奧地利血統，一半英國血統。他的父親信仰天主教，母親信仰路德教派，他本人是一名無神論者。

1898年進入文理中學，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，當時的同事有弗蘭茨·塞拉芬·埃克斯納（Franz Serafin Exner）、弗里德里希·哈澤內爾（Friedrich Hasenöhrl）、弗里茨·科爾勞施（Fritz Kohlrausch）。在大學期間同園藝家弗蘭茨·弗里梅爾（Franz Frimmel）保持深厚友誼。幾乎同時學習英語和德語，因為父母都在家講這兩種語言。

1911年，薛丁格成為埃克斯納的助理。在薛丁格幼年時期，他深受叔本華影響，因此廣泛閱讀叔本華作品，一生對色彩理論、哲學、東方宗教深感興趣。

### 中年

1914 年，薛丁格取得了特許任教資格（venia legendi）。薛丁格在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克斯·馮·勞厄擔任過。在這裡他提出了著名的薛丁格方程，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，薛丁格在耶拿成為馬克斯·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，薛丁格在物理年鑑發表文章「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丁格方程式。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，並給出了薛丁格方程式一個新的推導方式。在五月發表的第三篇文章中，薛丁格證明了他的做法等價於海森堡，並處理了斯塔克效應。第四篇文章說明了如何處理隨時間變化的系統，例如散射問題。在此論文中，為了避免四次及六次的微方項，薛丁格引入了波動方程的複數解（量子力學可說是從此由實轉複）。在引入了複數後，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。薛丁格本人並不太喜歡量子理論的意涵，對於量子力學的機率詮釋，他說：「我不喜歡它，對引入它我感到抱歉。」

1927年薛丁格遷往柏林，接替馬克斯·普朗克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。在那裡他感受到了自由進行科學研究的濃厚氣氛。當時在柏林匯聚了世界頂尖的物理學家，比如他的同事維克托·維斯科普夫。在納粹黨1933年奪取政權後，薛丁格決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獎。

### 晚年

1934年，薛丁格在普林斯頓大學講學，校方希望能夠聘請他，但薛丁格拒絕了。之後，他要前往愛丁堡大學當講師，但簽證延誤，最後，1936年他只好在奧地利格拉次的大學授課。1938年薛丁格由於德奧合併而離開奧地利並遷往愛爾蘭都柏林，在那裡他於1940年建立了理論物理學院並一直擔任主任。

1944年薛丁格撰寫了《生命是什麼？》（What is Life?）。發現DNA雙螺旋的詹姆斯·杜威·沃森與弗朗西斯·克里克表示受薛丁格影響頗深。

1956年返回維也納，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決定死後葬在此地。薛丁格因患肺結核在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，他的墓碑上刻著以他命名的薛丁格方程。

### 個人生活

薛丁格在1920年4月6日和安娜瑪麗·貝特爾結婚。

1938 年，薛丁格移民愛爾蘭時，為自己、妻子和另一名女性希爾德·馬奇辦理了簽證。馬奇是一位奧地利同事的妻子，1934 年薛丁格與她生下了一個女兒。薛丁格親自寫信給愛爾蘭總理埃蒙·德·瓦萊拉，為馬奇辦理簽證。1939 年 10 月，三人組在都柏林正式定居。

薛丁格患有結核，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。

薛丁格在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。薛丁格並不是天主教徒，但因其宗座科學科學院的會員身分而被允許葬於此處。薛丁格的妻子安娜（生於1896年12月3日）在1965年10月3日逝世。

## 成果與榮譽

1926年他提出著名的薛丁格方程，至今仍是量子力學的理論基礎。沃納·海森堡在稍早的時候提出矩陣力學，薛丁格提出薛丁格方程，兩者可以得到相同的結果。薛丁格隨後證明，兩者在數學上是等價的。薛丁格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年薛丁格獲得諾貝爾物理學獎。

1937年薛丁格被授予馬克斯·普朗克獎章。

1944年薛丁格出版了《生命是什麼》，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。

1956年薛丁格獲得了奧地利科學院以他為名的埃爾溫·薛丁格獎。

1957年薛丁格獲得了奧地利科學藝術獎章。

最著名的思想實驗是薛丁格貓，在這個試驗中他把量子力學中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絕。

此外薛丁格還發表了50餘本著作，涉及不同主題，還進行了統一語義場論的努力。

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。

## 外部連結

- 諾貝爾官方網站關於薛丁格簡介
- Erwin Schrödinger on an Austrian banknote.
- 8GZdZUouzBY
- " 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
- 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
- Critical interdisciplinary review of Schrödinger's "What Is life?"

## 基本資料

- 日語原文：埃爾溫·薛丁格
- 原文名：Erwin Schrödinger
- 原文名：de
- 出生：埃爾溫·魯道夫·約瑟夫·亞歷山大·薛丁格、Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger
- 出生日期：1887年8月12日
- 出生地：奧匈帝國維也納
- 逝世日期：1961年1月4日
- 逝世地：奧地利維也納
- 國籍：奧地利、愛爾蘭（1948年－）
- 研究領域：物理學
- 機構：布雷斯勞大學、蘇黎世大學、弗里德里希·威廉大學、柏林洪堡大學、牛津大學、格拉茨大學、都柏林高等研究學院、根特大學
- 母校：維也納大學
- 博士導師：弗雷德里希·哈瑟諾爾
- 知名於：薛丁格方程、薛丁格貓、薛丁格繪景
- 獲獎：馬泰烏奇獎章（1927年）、諾貝爾物理學獎（1933年）、馬克斯·普朗克獎章（1937年）
- 配偶：安娜瑪麗·貝特爾（1920年–1961年）