醫學史上的1月4日:探索生命的物理學家埃爾溫·薛丁格去世

2021-02-07 五號醫生吳昊

歷史上的今天即1961年1月4日奧地利著名物理學家埃爾溫·薛丁格（Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger，1887.8.12—1961.1.4）去世。

 

1887年8月12日，薛丁格出生在奧地利維也納，祖輩是巴伐利亞人，後來定居維也納。薛丁格就自小表現出異於常人的天賦，完成化學學業的同時還擅長義大利繪畫及植物學，並發表過一系列關於植物系統發育的論文。除了對科學的興趣，他還喜歡誦讀含有古老語法和嚴格邏輯的德國詩歌。

1906年-1910年，他進入維也納大學學習，在此期間，受到了波爾茲曼繼任者弗裡茨·哈森赫爾（Fritz Hasen Hrl）的強烈影響。正是在這些年中，薛丁格掌握了連續介質物理學中的本徵值問題，為他後來的偉大工作奠定了基礎。

薛丁格積極從事各種學科的理論物理研究，他的論文涉及固體的特殊熱、熱力學問題（他對玻爾茲曼的概率論非常感興趣）和原子光譜問題。此外，他還沉溺於對顏色的生理研究（由於他與科拉烏什和埃克斯納的接觸，以及亥姆霍茲（萬能博士）的演講）。他的偉大發現——薛丁格的波動方程，也是在這個時代——1926年上半年的提出的。

 

但隨著研究的深入，他發現波爾軌道理論中的量子條件存在不足，他認為原子光譜確實應該由某種本徵值問題決定結果。在波爾的原子理論中，當電子在圍繞原子核的固定軌道之間跳躍時，電子吸收並發射固定波長的輻射。

該理論很好地描述了氫原子產生的光譜，但需要發展以適應更複雜的原子和分子。假定物質（例如電子）可以被視為粒子和波，薛丁格在1926年提出了一個波動方程，精確地計算了原子中電子的能級。為此，他與狄拉克分享了1933年的諾貝爾物理學獎。由於提出了波動方程，薛丁格成為量子力學的奠基人之一。

 

到此，可能很多朋友認為薛丁格的研究和醫學沒有任何關係，其實事實恰恰相反。薛丁格廣泛的興趣也延伸到了分子生物學。1944年，薛丁格在生物學方面的經典著作——《什麼是生命》出版。

在這部作品中，他首次把遺傳物質設定為一種信息分子，指出遺傳是遺傳信息的複製、傳遞與表達；從量子力學角度證明了基因具有持久性，從而證明遺傳具有長期穩定性的可能；提出了生命以類似熱力學的負熵為生（「熵」這個詞大家能從諾蘭導演的《信條》中找到解釋）。

 

隨著薛丁格曠世神作《什麼是生命》的出版，一大批科學家的開始用物理學和化學的方法去探究生命的本質，並促成了後來分子生物學的誕生。後人評價這本書「給予生物學界以革命的契機」。


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