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。他的一生充滿了傳奇色彩,薛丁格曾經當過兵,在世界第一次大戰期間,他服役於一個偏僻的炮兵要塞,他對物理有濃厚的興趣,一有空閒時間他就鑽研物理,後來戰爭結束後,他就回到了物理研究所。於是開始專心研究物理,和狄拉克共同獲得了諾貝爾物理學獎,他還建立了波動力學、薛丁格方程等等。
接下來我們就來說說這個薛丁格方程,很多人一聽到方程就頭大,但是這個薛丁格方程和我們數學上學到的方程還是有所區別的。薛丁格方程是將物質波的概念和波動方程相結合建立的二階偏微分方程,可描述微觀粒子的運動,每個微觀系統都有一個相應的薛丁格方程式,通過解方程可得到波函數的具體形式以及對應的能量,從而了解微觀系統的性質。
薛丁格對量子力學有很重大的研究與發現,他在意識到粒子表現出波動性後,提出了一個波動方程來描述亞原子粒子的運動。曾經有科學家提出了波粒二象性,認為粒子能夠表現出波動性,而波也能表現出粒子性,於是薛丁格在此基礎上進行深入研究,提出波動方程,薛丁格利用了普通力學中物體能量與動量的關係,並代入德布羅意的粒子動量與波長、普朗克常量關係的數學法則來研究波動方程。氫原子由一個質子和一個電子組成,質子帶一個正電荷,電子在質子的電場中繞質子運動,他的方程準確預測出了當時已被實驗觀測到的電子能級的量子化狀態。
後來薛丁格為了更好地研究量子力學,他還提出了一個思想實驗——薛丁格的貓。將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率,如果鐳發生衰變,會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會死;如果鐳不發生衰變,貓就存活。根據量子力學理論,由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加,貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的「薛丁格貓」。
但是薛丁格的貓存在很大的爭議,按照自然規律的發展狀態,這種情況是不會存在的,不過薛丁格方程始終成立,波函數從不坍縮。愛因斯坦曾說過,上帝不玩骰子,但是量子力學讓我們不得不相信,上帝似乎是玩骰子的。量子理論是20世紀科學的重大進展之一。