埃尔温·薛定谔

量子力学的奠基人之一,波动力学的创立者

1887 - 1961 | 奥地利物理学家 | 1933年诺贝尔物理学奖得主

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生平简介

薛定谔肖像

埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger)1887年8月12日出生于奥地利维也纳,是20世纪最具影响力的物理学家之一。

他在维也纳大学学习物理,并在第一次世界大战期间服役于奥地利军队。战后,他先后在斯图加特、苏黎世和柏林等地的大学任教。

1926年,薛定谔提出了量子力学的波动力学方程,即著名的薛定谔方程,这一成就奠定了他在量子力学发展史上的重要地位。

1933年,因对量子力学的贡献,他与保罗·狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖。二战期间,他移居爱尔兰,在都柏林高级研究所继续他的研究工作。

薛定谔不仅在物理学领域有卓越贡献,还对哲学、生物学等领域有深入研究,其著作《生命是什么?》对分子生物学的发展产生了重要影响。

重要人生节点

1887年

出生于奥地利维也纳

1926年

提出薛定谔方程,建立波动力学

1933年

获得诺贝尔物理学奖

1944年

出版《生命是什么?》

1961年

在奥地利维也纳逝世

主要成就

薛定谔方程

建立了量子力学的波动力学描述,薛定谔方程是量子力学的基本方程,描述了量子系统的状态随时间的变化。

波函数诠释

提出了波函数的概率诠释,为理解量子力学中的概率特性奠定了基础,解释了微观粒子的波粒二象性。

诺贝尔物理学奖

1933年因发现原子理论的新形式,与狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖,表彰其对量子力学发展的杰出贡献。

薛定谔的猫

提出著名的思想实验"薛定谔的猫",揭示了量子力学中的测量问题和叠加态概念,成为量子力学的经典诠释范例。

《生命是什么?》

探讨了生命的物理基础,提出了遗传密码的概念,对分子生物学和基因研究产生了深远影响。

量子隧穿效应

对量子隧穿效应进行了系统研究,这一现象成为扫描隧道显微镜等现代技术的物理基础。

核心理论

薛定谔方程

定态薛定谔方程

$\hat{H}\psi = E\psi$

含时薛定谔方程

$i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\psi(\mathbf{r},t) = \hat{H}\psi(\mathbf{r},t)$

薛定谔方程是量子力学的基本方程,它的地位相当于经典力学中的牛顿运动方程。该方程描述了量子系统的波函数如何随时间演化, 是量子力学的核心数学工具。通过求解薛定谔方程,可以得到微观粒子的能级、波函数等重要物理量。

薛定谔的猫

薛定谔的猫思想实验

"薛定谔的猫"是薛定谔于1935年提出的一个著名思想实验,旨在揭示量子力学中的测量问题和叠加态概念。

实验设想:将一只猫关在装有放射性物质和毒药的密闭盒子里。放射性物质有50%的概率在一小时内衰变, 一旦衰变就会触发机关打破毒药瓶,导致猫死亡;如果不衰变,猫就存活。

根据量子力学的哥本哈根诠释,在打开盒子进行观测之前,放射性原子处于衰变和未衰变的叠加态, 这意味着猫也处于既死又活的叠加状态。只有当打开盒子进行观测时,波函数才会坍缩,猫的状态才会确定。

这个思想实验揭示了量子力学中微观世界的奇特规律与宏观世界的直觉之间的矛盾, 成为量子力学诠释问题的经典范例。

科学遗产

量子力学发展

薛定谔的波动力学与海森堡的矩阵力学共同构成了量子力学的数学基础,为理解微观世界提供了强有力的工具, 深刻影响了20世纪物理学的发展方向。

分子生物学

其著作《生命是什么?》提出了"非周期性晶体"和"遗传密码"的概念,启发了克里克和沃森对DNA结构的研究, 为分子生物学的诞生奠定了思想基础。

跨学科思维

薛定谔将物理学、哲学、生物学等多个领域的思想融合,展现了跨学科研究的价值, 为现代科学研究提供了重要的方法论启示。

"我认为,从科学的角度来看,当代物理学对我产生的最大影响是,它再次提醒我们, 我们对自己周围世界的熟悉和理解是多么的肤浅和表面。"

— 埃尔温·薛定谔