薛丁格小傳:貓比人還出名的鬼才科學家,量子力學的奠基人之一

2020-12-14 萬象歷史

(萬象歷史特約作者:凌空子)

薛丁格小傳:貓比人還出名的鬼才科學家,量子力學的奠基人之一

1887年8月12日,薛丁格出生在奧地利維也納的一個富裕家庭。他是獨子,家裡人都很寵愛他。他從小受父母影響,展現驚人的語言天賦,對古希臘哲學非常感興趣,愛好數學和物理。

1906年(19歲),他以優異成績考入維也納大學學習物理與數學,並在1910年取得博士學位。此後,他在維也納物理研究所工作。1914年至1918年,薛丁格參加了第一次世界大戰,然後回到大學教書。

1920年4月6日(33歲),他同安娜瑪麗結婚。1921年,他搬到了蘇黎世大學,成為一名教授。

當時的物理學界,信奉的是牛頓經典力學,對微觀世界的探秘研究甚少。而量子革命逐漸在普朗克、愛因斯坦、玻爾的理論激辯中,慢慢揭開了神秘的面紗。

1926年1月(39歲),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》,來處理波動力學,並引入了現在稱之為的薛丁格方程。本文被視為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。

隨後,薛丁格在幾個月內,連續發表了多篇重要文章。這些文章在物理界被公認為意義重大,奠定了薛丁格在量子力學上泰鬥的地位。薛丁格本人並不太喜歡量子理論,他說:「我不喜歡它,對於我得引入它我感到抱歉。」

(薛丁格方程)

1927年(40歲),薛丁格遷往柏林洪堡大學擔任理論物理學教授。1933年,納粹黨奪取德國政權後,薛丁格決定離開德國,到英國、澳大利亞、義大利等地講學。

1933年(46歲),薛丁格因其對量子物理的貢獻,獲得諾貝爾物理學獎。薛丁格方程是量子力學中描述微觀粒子運動狀態的基本定律。他在量子力學中的地位,相當於牛頓在經典力學中的地位。

(物理界大牛合影,後排左六為薛丁格)

1935年(48歲),他提出了著名的「薛丁格貓」的思想實驗。

首先把一隻貓放進封閉不透明的盒子裡,然後放進一個微觀的放射性原子,一個可以檢測原子衰變的裝置和一個毒氣釋放裝置。它半衰期是一個小時,一個小時內可以產生一個粒子,也可能不產生。假如一個粒子產生,裝置檢測到原子衰變,觸發毒氣釋放,貓就死了。

那麼一個小時後,這隻貓是死是活?

如果不打開蓋子,貓的狀態可能死、可能活,處於生存與死亡的疊加態。直到打開蓋子,觀察者介入,貓的狀態才得以確認。微觀的量子力學,要如何詮釋宏觀的生死狀態。

薛丁格提出了一個很尖銳的物理問題,這就是著名的「薛丁格的貓」。這個思想實驗成為量子力學最經典的問題,也是量子理論的試金石。

1936年(49歲),他到愛爾蘭都柏林高級研究所,工作了17年。

1944年(57歲),薛丁格出版了《生命是什麼?》。他將量子力學在生物科學領域,進行了深入研究。他成為蓬勃發展的分子生物學的先驅,後來發現DNA雙螺旋的科學家表示深受薛丁格的啟發和影響。

1961年1月4日(74歲),薛丁格生命走到了盡頭。這顆璀璨的科學之星離去了,但量子力學從此蓬勃發展,他的貓也成為了科學史上的一個奇蹟。

(刻有薛丁格方程的墓地)

(萬象歷史·人物傳記寫作營的第557篇作品,營員「凌空子」的第36篇作品)

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  • 薛丁格的貓:科學界最出名的貓,憑一貓之力解釋量子力學!
    今天我們來聊一聊薛丁格的貓。(文章最後有我個人對文章重點的總結,趕時間的話可以直接跳到最後面看總結。)薛丁格的貓可謂是科學界最出名的貓了,因為它憑藉一貓之力,靠著自己的生死為大家解釋了讓人迷惑的量子力學。我們先來說一說到底什麼是薛丁格的貓,它是如何為我們解釋量子力學的。
  • 薛丁格的貓-量子力學中最受歡迎、被誤解的寵物
    參考文章:對薛丁格的貓的簡要說明。藝術家對薛定貓的描繪。 (圖像:快門)被稱為薛丁格的貓的思想實驗,是量子力學中最為著名和被誤解的概念之一。 通過深入探索,研究人員對物質現實有了驚人的了解。根據《量子》雜誌上的一篇文章,奧地利物理學家埃爾文·施洛德(Erwin Schrodinger)幫助發現了量子力學這門學科,他於1935年作為對最初由愛因斯坦提出問題的評論,首次構思了他的貓難題。在發展對亞原子領域的新認識時,大多數愛因斯坦和薛丁格的同事已經意識到,量子實體表現出極其奇怪的行為。
  • 量子力學講了什麼?薛丁格的貓是怎麼回事?不懂這些你就落後了
    乍一聽感覺很荒唐,但就是這樣一個荒唐的問題,在量子力學的科學家裡引起了很大的爭議,那麼量子力學究竟是一門怎樣的學說呢?薛丁格的貓又是怎麼一回事兒呢?目前人類的量子力學研究處於什麼狀態呢?我們這期視頻告訴你。帶你了解量子力學說到量子力學,我們就不得不提到我們熟悉的也是正在運用的叫做經典力學。
  • 什麼是薛丁格的貓,這隻貓到底「害死」了多少人?
    埃爾溫·薛丁格是奧地利著名的物理學家,1926年薛丁格提出了著名的薛丁格方程,為量子力學奠定了堅實的基礎。1933年埃爾溫·薛丁格因薛丁格方程獲諾貝爾物理學獎。1935年薛丁格提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗,也就是薛丁格的貓。他試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題。
  • 薛丁格的貓,不僅僅是一個科學問題?甚至引發了哲學思考
    迄今為止,四隻神獸剩下的當屬薛丁格的貓,這隻貓帶來的驚奇,甚至說驚豔,一直推動物理革命的發展。這隻貓產生的思考不止於物理科學,還滲透到其他科學中。那麼,這隻貓是如何驚豔的呢?這還得從薛丁格本人說起!薛丁格,量子力學的巨匠Erwin Schrdinger,即埃爾溫·薛丁格,1887年生於奧地利的科學家。
  • 薛丁格方程是什麼?沒有那麼難,看完你也會!
    在科學界中湧現出很多傑出的科學家,我們熟知的科學家有愛伊斯坦、牛頓等等,大家對於薛丁格可能不太了解,薛丁格也是一位很厲害的科學家。埃爾溫·薛丁格是奧地利物理學家,他是量子力學奠基人之一,發展了分子生物學。
  • 除了薛丁格的貓,物理學的其他三神獸是何,科學家搞定它們了嗎?
    愛因斯坦是「c位」,薛丁格在第三排,位置正好和愛因斯坦對應。這些人對物理學乃至全人類的社會進步,都做出了傑出貢獻。但科學從來都不是一帆風順的,他們起初提出的一些理論是不能夠被其他物理學家普遍接受的,甚至攻擊他們的理論是悖論,無法解釋。這也導致了物理學界有了「四大神獸」,每一個神獸的背後,都是一個看似無法解釋的理論,引起了無數物理學家的探索。
  • 深入淺出講解薛丁格的貓
    薛丁格的貓,涉及到了量子力學派系之爭。我們先了解一下薛丁格的貓提出的背景:現有量子力學理論並非最終的真理,它只是接近真理而已,上帝不會擲骰子決定宇宙運行,量子力學還不完善。另外一派系則是波爾、海森堡等科學家,他們則認為量子力學已經完美解釋了微觀世界的運動規律,在量子世界,一切都是不確定的,只能夠用波函數描述,而波函數的意義就是粒子運動狀態的概率統計而已。
  • 再揭量子真相:薛丁格的貓,到底在說什麼?
    有人該說了:你真是大放厥詞,學過《量子力學》嗎?在《科學》雜誌上發表過文章嗎? 第一個問題,我學過《量子力學》嗎?說這句話的人,大都是讀過《量子力學》這本教材的。
  • 什麼是薛丁格的貓?
    薛丁格的貓是我們大多數人可能都聽說過的東西,但是我們當中有多少人真正知道它是什麼意思呢?今天我們就來討論一下,薛丁格的貓是在說是什麼?歐文·薛丁格是20世紀初的物理學家,對量子理論方面有很大的貢獻,並在1933年被授予諾貝爾物理學獎。相信物理系的朋友對他不會陌生,薛丁格方程會貫穿整個量子力學課程學習。
  • 薛丁格為什麼會提出薛丁格的貓思想實驗?竟是為了幫愛因斯坦吵架
    竟是為了幫愛因斯坦吵架20世紀相對論和量子力學是當時最重要的兩大基本支柱,量子力學解決微觀粒子運動規律的理論,馬克思·普朗克、尼爾斯·波爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛丁格、阿爾伯特·愛因斯坦等一大批科學家共同努力才得以創立量子力學,也就是上面被譽為世界最輕朋友圈的照片!
  • 薛丁格的貓是指什麼,為什麼會出現「既死又活」的貓?
    對於大多人來說,關於量子力學根本說不出什麼所以然,但這隻貓卻與深奧的量子力學聯繫在了一起,為什麼一隻貓居然能如此輕描淡寫般的示意這樣的一個深奧理論呢? 其實薛丁格指的是埃爾溫·薛丁格(1887~1961),奧地利物理學家,發展了分子生物學,在量子理論方面貢獻很大,是量子力學的奠基人之一。
  • 量子力學究竟「可怕」在哪?科學家的懷疑或許是對的
    作為現代物理學的基石理論之一,量子力學如今正慢慢被普通人所熟知,甚至還誕生了一句非常詼諧幽默的話:「遇事不決、量子力學」。 如今的量子力學已經成為科學探索不可缺少的部分,隨著對它研究的不斷深入,科學家們不僅知道了許多人類之前不知道的事情,同時也推導出了許多讓人覺得不可思議,甚至是感到害怕的結論。
  • 從普朗克到海森堡,從薛丁格的貓,再到保險界的「量子糾纏」
    關於量子理論,還有很多我們暫時無法理解的現象,科學家們還在不斷對其進行完善。在科幻電影中,我們就能看到很多量子物理學的概念:比如量子糾纏、薛丁格的貓、測不準原則……01顛覆經典物理1687經典力學的奠基人:牛頓在18和19世紀期間,牛頓三大定律經受住了實驗室的反覆試驗,讓經典物理學成為了當時不可被動搖的權威。
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    所以,跟宏觀結果巨大的差異,讓量子力學一開始誕生,就被視為科學上的怪胎,許許多多科學家都不接受量子力學的存在。包括同樣身為量子力學的奠基人愛因斯坦,也一直不接受量子力學的測不準原理,認為「上帝不會擲骰子」。
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    譚師出品 雙縫實驗是量子力學中,最為神奇的實驗之一。該實驗由英國科學家託馬斯·楊在1807年提出的,證明了光波動性;到了20世紀初,量子力學的出現,給雙縫實驗增加了新的解釋。
  • 薛丁格的貓說明了什麼,理解它或許能讓你超越愛因斯坦?
    這個實驗已經流傳了幾十年了,而量子力學早已今非昔比。當初薛丁格構建實驗的關鍵點,包括愛因斯坦讚賞這個假設實驗對量子力學提出的質疑,用現代的量子力學來看其實他們當初使勁都使錯了地方。埃爾溫·薛丁格(Erwin Schrdinger)是量子力學的奠基人之一,他構建了這個假想實驗是用來嘲諷以波爾為首的「哥本哈根」學派對於量子狀態的解釋,即生死「疊加態」是一個荒謬的理論,與現實世界不符。
  • 為什麼不抓一隻貓去做薛丁格的貓實驗?
    量子力學是上個世紀二三十年代建立起來的科學大廈,給人類展示出一幅全新的科學景象。微觀粒子具有明顯的波粒二象性,在量子世界中可用波函數描述一個粒子的狀態,波函數的一個重要特點是可以展開為多個本徵態的疊加。就好像一個粒子既處在位置A又處在位置B,既是自旋向上又是自旋向下。
  • 薛丁格的貓是什麼?它到底是死還是活?
    什麼是薛丁格的貓 薛丁格的貓,是由量字力學奠基人之一的薛丁格提出的思想實驗。薛丁格為了反對玻爾等提出的量子力學哥本哈根詮釋,設計出了這個半死不活的貓來嘲諷,這個無法完成的思想實驗,把微觀的不確定擴展到宏觀的不確定,給玻爾等人帶來極大的困擾。
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