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水丁格 Ewin Schrodinger (1887~1961)
發佈者:系統管理員 (2012-05-14 16:32:49)
最後修改者:系統管理員 (2012-05-15 00:01:59)
水丁格 (Ewin Schrodinger,1887~1961),奧地利物理學家。他於1926年連續發表了六篇論文,創建了描述微觀粒子狀態的波動力學,確定了波函數的變化規律,提出了著名的水丁格 方程。

這一理論成為量子力學的基礎,就像牛頓定律在經典力學中的地位一樣。它與海森堡等人創立的矩陣力學成為量子力學的雙胞胎,構成了研究原子、分子等微觀粒子相互作用的理論依據,為人們的認識打開了一個全新的天地,展現了一個奧秘無窮的微觀世界,奠定了原子物理、核物理、粒子物理和固體物理等物理分支的基礎,並提供了研究化學、生物學、宇宙學的新思路,成為人們把握微觀世界、再由此反觀宏觀世界和字宙觀世界的理論框架。
生平簡述
  水丁格1887年8月12日出生於奧地利首都維也納的一個手工業主家庭。他的父親是一個學識淵博、富有文化修養的人;母親是一位化學教授的女兒,謙遜有禮,溫文爾雅;他的外祖母是英國人。在孩提時代,水丁格就常隨父母去英國,使他從小就能流利地使用英語,這對他日後的研究、教學和生活都有極大的幫助。
 
  水丁格從小就受到父母無微不至的關懷和照顧,父母利用自己的良好教育和修養,在玩耍嬉戲中開啟他的智力資源,培養他對大自然的好奇心和廣泛興趣。直到11歲,他都是在家裡接受父母的教育,並掌握了豐富的知識。
 
  11歲那年,水丁格進入維也納一所一流的中學學習。在學習中他表現出了極高的天賦,他不僅對古代語言、古典文學感興趣,而且也喜歡物理和數學。他總是在課堂上就掌握了老師講授的全部知識,從來沒有回答不了的課堂提問,對於老師在講完課叫他在黑板上做的練習題就像玩似的輕鬆。課餘時間自學他喜歡的一些課程,如英語、法語等。此外,他還熱衷於體育活動,花大量的時間參加許多運動,特別喜愛登山和徒步旅行。
 
  1906年,水丁格以首屈一指的成績中學畢業,並順利進入維也納大學,主修物理和數學。在大學中,他一頭栽進了數理知識的海洋裡。除了少量的化學、天文學和氣象學課程外,他集中選修了數學課程和物理課程,特別是哈澤內爾的理論物理學課程和埃克斯納的實驗物理講座。哈澤內爾的出色講授為水丁格以後的工作打下了良好的基礎,他後來把自己科學家個性的形成歸功於哈澤內爾,始終對哈澤內爾懷著深深的感激和尊敬。
 
  天賦加勤奮,使水丁格在大學裡嶄露頭角。他不僅為同學們所讚嘆,而且受到教授們的重視和讚賞。1910年,他以優異的成績完成了學業,並獲得了哲學博士學位。畢業後,水丁格留校擔任普通物理實驗課助教。在教學中,儘管他順利地掌握了實驗的技巧,但他還是泱心研究理論物理,並完成了關於統計物理、熱能、電解質、磁性、X射線衍射等方面的十幾篇論文,於1914年獲得了大學教師資格認可。
 
  第一次世界大戰爆發後,水丁格成為一名炮兵軍官,中斷了他的研究工作。但他仍然利用戰場上暫時息戰的時間不斷充實自己的知識,其中愛因斯坦的相對論就是在這期間閱讀的,這一物理學理論成為他日後研究的主要方向之一。
戰爭結束後,他先後在奧地利和德國的幾所大學工作過,跨過了從助教到教授每個科學職務的階梯,並於1920年4月6日與安妮.貝特爾結婚。
 
  1921年,水丁格應聘到瑞士蘇黎世大學主持理論物理講座,成為愛因斯坦和勞厄的接班人。蘇黎世大學秀麗的自然景色、良好的學術氣氛和安定的工作環境,極大地激發了他的創造力和工作熱情。六年的蘇黎世大學時期是水丁格一生中最富成果的時期,他在這裡發表了有關原子結構理論、量子統計理論、顏色和視覺理論爭20多篇論文,並創建了波動力學。
 
  波動力學的創建,轟動了整個物理學界,受到了廣泛的讚賞和運用。柏林大學、慕尼黑大學、哥本哈根大學這些量子物理中心和美國的威斯康馨、加州理工學院、哥倫比亞大學等爭相邀請薛定前往做報告,所到之處都受到了聽眾的烈歡迎。普朗克愛因斯坦等物理學巨匠也對他的成果給予了高度評價和極大的讚揚,使水丁格一舉成為國際學術界的風雲人物和凱旋而歸的英雄。
 
1927年,柏林大學向水丁格發出邀請,請他擔任普朗克退休後的理論物理教授職務。這一邀請對水丁格來說是個極高的榮譽,也是對他的才能和信心的一個挑戰。普朗克是他仰慕已久的前輩和權威,在18世紀就已成為名聲顯赫的理論物理學家,擔任柏林大學理論物理學教授達34年之久。柏林在當時享有物理學首都之稱,而柏林大學更是群賢薈萃,人才濟濟。然而,他對蘇黎世大學也不無留戀,這裡有他走向成功的學術環境,有他熟悉、親切、彼此切磋的科學集體。並且蘇黎世大學咆以優厚的條件,包括兼任聯邦工業大學理論物理學教授這一雙職雙薪的特殊待遇來極力挽留他,使他處於難定取捨,進退兩難的地步。最後,還是普朗克使他做出了決斷。普朗克表示,如果水丁格成為他的繼任者,他將會感到很高興。這一表示對水丁格是莫大的榮耀,也是不可抗拒的召喚。於是,水丁格舉家遷居柏林,就任柏林大學理論物理學教授,並於第二年在普朗克的推薦下成為普魯士科學院院士。
 
  水丁格很快就喜歡上了柏林的學術環境,在這裡與他共事的除了普朗克和愛因斯坦外,還有能斯脫、勞厄、邁特納和哈恩等許多世界一流物理學家。這使他既感到在科學研究中如魚得水、充分發展的高興,又感到逆水行舟、不進則退的壓力。
 
  水丁格以極大的熱情投入了教學工作,與普朗克、愛因斯坦、能斯脫、勞厄、邁特納等一起,使柏林大學的物理教學水平達到了鼎盛時期。水丁格平易近人,不僅在課堂上循循善誘,而且歡迎學生到他家中探討問題。
 
  水丁格是一個典型的書齋裡的學者,他只把自己關在學術的象牙塔裡,很少參加社會活動和過問政治上的事情。但這並不意味著他不辨善惡是非,正如在學術上烙守信念一樣,他在政治上也有基本的原則,這就是保持人的平等、自由和尊嚴,保持探討科學問題所必需的寬鬆和民主的環境。然而,隨著1933年希特勒的納粹政權上台,水丁格的美好願望被打破了。納粹政權實行法西斯奴化教育,推行種族主義政策,殘酷地迫害不願屈從於他們的知識分子,尤其是猶太血統的知識分子,許多科學家和其他人員被迫停止授課和工作,僅柏林大學就有200多人,其中包括愛因斯坦、邁特納等著名物理學家。面對這種赤裸裸的種族歧視、奴化教育和法西斯暴政,水丁格義憤填膺,無法容忍。雖然他憑著自己的天主教背景、雅利安血統和普朗克繼承人的地位,並沒受到迫害,也可以繼續留在德國任職,但他還是毫不猶豫地於1933年10月借休假不辭而別地離開了德國,來到了英國的牛津大學,直到1935年春才通知柏林大學他不想再繼續擔任那裡的職務。因為在他看來,如果不選擇這樣的方式來抗議納粹對他的同事的迫害和對人類良知的褻瀆,就等於同納粹同流合污。他不能為自己的私利而苟且偷生,也不能在這種野蠻制度下工作,更不能效忠這樣的政府。
 
  水丁格來到英國牛津大學後,擔任客座教授。他到來後的第五天,就被接納為瑪格達倫學院的研究員。緊接著,倫敦《泰晤士報》打電話通知他一個令人振奮的好消息:因為發現原子結構的新的富有成效的形式,他與狄拉克一起被授予1933年的諾貝爾物理學獎。這一消息不僅使他自己非常高興,也使奧地利科學界和輿論界歡欣鼓舞,紛紛報導。他為自己的祖國第一次贏得了這一舉世矚目的最高科學大獎,受到了國際科學界的普遍承認和尊敬。
 
  在牛津大學的三年中,水丁格的主要工作是從事研究,並不時就物理學的最新進展發表講演。針對現行量子力學詮釋面臨的困難,他連續發表了一系列文章,與以波爾為代表的哥本哈根學派進行論戰。在這期間,他還與當時流亡到劍橋大學的玻恩建立了密切的個人關係,並成為終生的好朋友,儘管他們在量子力學詮釋問題上的觀點尖銳對立,並不時進行著激烈的爭論。
 
  1936年,水丁格出於對祖國的思念之情,接受了格拉茨大學的邀請,冒著危險回到了奧地利,擔任格拉茨大學的理論物理學教授,並同時兼任維也納大學的名譽教授。但是,他很快發現,在當時那種動蕩不安的形勢下回到格拉茨是一個很大的錯誤,因為不到兩年,在1938年3月,德國就吞併了奧地利,水丁格立即遇到了麻煩。納粹分子並沒有忘記他從柏林的不辭而別,認為那是一種不友好的行為。水丁格被納粹分子叫去訊問,並於當年9月1日不加解釋地解除了他在大學中的職務。
 
  水丁格認識到自己的處境已經非常危險,必須再次出走,但這次是為了逃生。幸運的是由於納粹分子的疏忽,水丁格和夫人仍持有自己的護照,他們丟下了房屋、汽車和其他財產,僅帶著一個小小的皮箱溜過了邊境,開始了逃亡生活。
水丁格離開奧地利後,先後在瑞士、美國、比利時等一些大學作了短期的逗留和講學,於1939年10月前往英國都柏林,受聘擔任了都柏林高級研究院理論物理學研究的領導者,開始了在這裡長達17年之久的僑居生活。
 
  在首都柏林,水丁格避開了第二次世界大戰的烽火硝煙,繼續從事科學研究。高級研究院中生動活躍的學術氣氛,自由自在的科研活動,極大地激發出水丁格的創造性。在此期間,他以特別的熱情致力於推廣愛因斯坦的引力理論為統一場論,致力於時空結構和宇宙學研究,並先後發表了《統計熱力學》、《時空結構》和《膨脹著的宇宙》等著作。
 
  同時,由於他的哲學素養和理論物理學本身發展的要求,他的目光更加開闊和深刻,不再侷限於純粹物理學的研究,而是進而去探索物理學的基礎、它與其他自然科學的關係、它的歷史發展及其對認識論的影響等,並做出了可貴的貢獻。其中他為科學的統一而為的《生命是什麼--活細胞的物理學觀》一書,在當時產生了巨大的影響。
 
  在首都柏林期間,水丁格作為資深教授,還定期到三一學院等高等學府進行系列演講。他既是一個著名的科學家,也是一個天生的通俗演講家,言辭生動明晰,深入淺出,處理最複雜的現代物理學概念更像一個藝術家而不是方法論教師。他的演講並不限於物理學本身,還涉及物理學進展對其他學科的關係和影響,科學歷史發展的思想淵博,科學應具有的批判精神、研究方法及其與藝術、道德、宗教等的關係,科學的認識論基礎等許多領域的問題,充分表現出他廣博的知識、寬闊的視野和深刻的理性思辨。他的演講不僅普及著物理知識,光大著科學精神,充滿了哲理,而且其本身常常就有極有價值的科研成果。例如,《生命是什麼》、《科學與人道主義》、《大自然與希臘人》、《心與物》等著作都是根據這些演講整理發表的。這些傑出的講演,不僅促進了科學領域內各學科之間的交流和理解,也推動了在更廣泛的公眾中傳播科學知識和精神。
 
  水丁格不僅是一位偉大的科學家,而且還是一位才華橫溢、知識淵博的學者,一位具有深遂敏銳思想的智者,一位始終熱愛、關心自己祖國和人民的愛國者。作為一名學者,水丁格具有驚人的語言天賦和淵博的知識。這使他在各種演講中不僅能用簡潔通俗的語言清晰準確地介紹物理學的進展,旁徵博引地談論古今哲人的智慧,而且能根據聽眾的不同,自如地使用德、英、法、西班牙4種語言,並能流利地閱讀包括希臘文和拉丁文在內的12種以上的文字。他非常愛好文學,特別是戲劇和詩歌。在緊張的科研工作的間隙,他會把古希臘詩人荷馬的詩歌譯成英文,或者把法國古代普羅旺斯語的詩歌譯成現代德語,從中獲得精神上的享受和滿足,讓大腦得到休息。他還於1949年出版了一本詩集,其中編入了他用德文和英文創作的一些詩歌。在現代科學史上,像水丁格這樣既是著名科學家又具有詩人氣質的,確實是非常獨特的。正如他的老朋友玻恩所說:要對水丁格的廣博知識和充沛的創造力加以概括是很困難的。
 
  水丁格一生為人誠摯,淡泊名利,在生活中不拘小節,從來不擺教授和名流的架子。在一次出席布魯塞爾物理學界權威聚會的索爾維會議時,下了火車後,他用帆布包背著自己的全部行李步行走到會議代表下榻的旅館,以至被當作流浪漢拒之門外,結果不得不經過許多盤查才進入自己的房間。儘管水丁格淡泊名利,但他的祖國和人民還是給予他許多榮譽和褒獎,使晚年的他登上了榮譽的最高峰。1956年,他剛剛回國就獲得了維也納城市獎。按著政府又設立了以他的名字命名、由奧地利科學院頒發的獎金,他是第一個獲得者。1957年,他又先後獲得了奧地利藝術和科學勳章、聯邦德國高級榮譽勳章。他還被世界各國許多著名大學授予榮譽學位,並且是包括教皇科學院、倫敦皇家學會、普魯士科學院和奧地利科學院在內的許多學術團體的成員。
 
  1961年1月4日,水丁格因突發大面積動脈硬化而逝世,長眠於他喜愛的蒂羅爾山區的阿爾巴赫小山村。斯人已逝,風範長存。奧地利人民將永遠銘記著他。1984年9月1日,奧地利政府又新設了水丁格出國獎學金,供35歲以下的科研人員到國外有先進水平的科研機構進修和工作,以利於國際學術交流和青年科技人員的培養。國際科學界和全世界人民也將永遠銘記著他畢生不懈地探索自然和自身奧秘的科學精神,以及他為人類留下的不朽財富。1987年8月,來自世界各地的著名科學家和哲學家匯聚維也納,紀念他誕辰100週年,探討他在科學史上的地位和長遠影響並出版了一本文獻、資料和圖片集,以表示永久的紀念。