中外科学家发明家丛书:薛定谔-第4部分

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在颇负盛名的一流德国杂志《物理学年鉴》上，以《作为本征值问题的量子　

化》为题，连续发表四篇论文，建立起非相对论波动力学的理论体系。第一　

篇论文对经典波动方程由德布罗意关系式纳入薛定谔的波动方程，这种方式　

使波动力学的建立在理论的逻辑承继和发展上更为合理，也突出了描述对象　

的物理特性，更有说服力，也更为薛定谔日后所常用。论文之二得出了与实　

验一致的能量本征值，而论文三通过复杂的计算而成为“波动力学最早的定　

量成就”。在第四篇论文中，薛定谔导出了著名的“薛定谔方程”，并开始　

着手系统阐述波动力学的物理解释。　

　　　　　量子理论的发展三部曲在玻尔理论之后一度陷入困境，但突如其来的理　

论发展一下子就把整个量子史诗推向了高潮，而且在这一乐章中奏出了波动　

力学和矩阵力学两种不同的主旋律，因此，这两种主旋律能否和谐，就成了　

当时众所瞩目的中心问题。　

　　　　　矩阵力学和波动力学看上去是两种形式完全不同的理论体系，它们的研　

究纲领、物理图象和数学方法都完全不同。矩阵力学立足于经验的可观察量，　

而波动力学立足于普遍力学原理。然而，由于两种理论都获得了各自的成功，　

如果它们都是对于微观体系的正确描述的话，那么，相互之间必然有某种本　

质的联系和沟通。这种本质的联系无疑是深深隐藏着的，发现这种联系对薛　

定谔的新理论是一次考验。在《论海森堡、玻恩和约旦的量子力学与薛定谔　

的量子力学之间的关系》一文中，薛定谔从数学上证明了波动力学与矩阵力　

学的等价。　

　　　　　等价证明再一次为波动力学赢得了荣誉，成为量子力学进一步发展的里　

程碑：一种统一的量子力学建立起来，其中两种表象和方法可以交替使用。　

但由于薛定谔的波动力学方法从理论上看立足于普遍的力学原理，并建立了　

普适的基本运动方程，从实践上讲则更为简洁，易于掌握，为物理学家所熟　

悉，因而更易于为人们所接受，一经问世，立刻受到广泛赞赏和应用。　

　　　　　柏林大学、慕尼黑大学、哥本哈根大学这些量子物理中心和美国的威斯　

康星大学、加州理工学院、哥伦比亚大学等地，争相邀请薛定谔前往报告他　

的波动力学。薛定谔每到一地，都引起一阵轰动：因为他用经典的方法，用　

易于理解的概念，解决了矩阵力学中极其复杂的量子力学问题，他建立了以　

后用他名字命名的描述微观体系运动变化规律的量子力学基本运动方程，他　

证明了两种力学体系的等价，从而开辟出统一量子力学体系的道路。　

　　　　　波动力学的创始人一时间成为享誉国际学术界的风云人物和科学明星，　


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他终于收获到了辛勤耕耘十数载后的成功喜悦。在柏林，两位量子论巨人张　

开臂膀欢迎薛定谔，普朗克称自己以“充满兴趣和振奋的心情沉浸在对这篇　

具有划时代意义的著作的研究中”，“为展现在面前的美而高兴”，他认为，　

薛定谔方程奠定了近代量子力学的基础，就像牛顿、拉格朗日和哈密顿创立　

的方程在经典力学中所起的作用一样。爱因斯坦也对薛定谔的成就留下了深　

刻的印象，说：“我相信您以关于量子条件公式表述取得的决定性的进展，　

正像我同样相信海森堡—玻恩的路子出了毛病一样。”在慕尼黑，薛定谔也　

受到了凯旋般的欢迎，他的学术报告中数学上的巨大成功折服了所有听众，　

他的波动图景也为老一代物理学家所欢迎。在哥本哈根，薛定谔以“波动力　

学的基础”为题向丹麦物理学会发表了演讲，波动力学在数学上的简单清楚，　

处理量子问题方法上的便捷有效，再一次受到普遍欢迎。在威斯康星、在加　

利福尼亚、在纽约……薛定谔的美国之行也受到了年轻的美国理论物理界的　

热诚欢迎。　

　　　　　波动力学迷住了整个物理世界，首先对于所有物理学家来说，波动力学　

处理量子问题的形式优美巧妙，方法简洁有效，优于计算方法困难复杂的矩　

阵力学；时至今日，在量子力学、场论等教科书和实际运用中，使用的还是　

薛定谔的方法。同时，对许多经典物理学家来说，薛定谔似乎“允诺了一个　

长期受挫折而又不可压抑的愿望的实现”。波动力学的建立和巨大成功，最　

终确立了为全体物理学家所接受的量子力学理论体系，奠定了理论的发展完　

善及具体应用的基础，也把其创始人光辉的名字，永远铭刻在了人类文明发　

展史的里程碑上。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　五、死猫还是活猫　



　　　　　波动力学的建立，一扫量子探索中的困惑和阴霾，这一学说的成功，也　

开辟了薛定谔研究生涯中的新时代，他没有辜负老父亲的含辛茹苦和愿望，　

也无愧于恩师们的谆谆教诲和培养。他用自己不间断的努力，作出了彪炳千　

古的业绩，也为自己无休止的追求，赢得了更广阔的发展空间。他在自己的　

理论探索道路上踏踏实实走下去，波动力学也就成为他进一步工作的起点。　

　　　　　波动力学的建立，使薛定谔成为世界闻名的物理学家，而他在柏林所作　

的学术报告，也给普朗克、爱因斯坦等留下了很好的印象。他对各种知识运　

用自如的理论功底，处理技术问题得心应手的数学素养，特别是追求在时空　

中清晰直观地描述物理对象的经典实在论倾向，都令普朗克和爱因斯坦大为　

赞赏。　

　　　　　普朗克是当时德国科学界的中心人物，在国际物理学界享有崇高的声　

誉。他不遗余力地致力于发展德国的科学事业，亲自出面邀请杰出的科学家　

到柏林工作。早在1913年，他就亲赴苏黎世，劝说当时任教于苏黎世联邦工　

业大学的爱因斯坦应聘前往柏林，就任普鲁士科学院院士、柏林大学教授兼　


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威廉皇家物理研究所所长的职位，给爱因斯坦提供了既有权讲课和按自己的　

选题举行讨论会，又不必参加某些教学活动的工作条件，以使爱因斯坦能自　

由从事其硕果累累的创造性理论思维；而14年后，普朗克又再次向一位工作　

在苏黎世的成名物理学家——薛定谔发出热诚的邀请。　

　　　　　普朗克自1892年起就开始担任柏林大学理论物理学教授，作为进入20　

世纪以来德国首屈一指的理论家，他在这一职位上呆了34年，直到1926年　

才以68岁高龄离任。由谁来接任普朗克的职务，主持这一德国最大的柏林大　

学物理系，无疑成为一项为物理学家们所瞩目的极高的荣誉，它要求被提名　

人作为普朗克的继承者，具有很高的声望、突出的成就和优秀的教学才能。　

薛定谔以建立波动力学而红极一时，并深受普朗克的赏识，并且他已有在大　

学执教理论物理的多年经验，因此，柏林大学向薛定谔发出了继任普朗克教　

席的邀请。　

　　　　　无疑，这一邀请对于年仅40岁的薛定谔来说是个极高的荣誉，极具诱惑　

力，同时也是对他的才能和自信心的一种挑战。普朗克是他仰慕已久的前辈　

和权威，柏林在当时享有“物理学首都”的声誉，而柏林大学更是群贤毕至，　

人才济济，然而，他对苏黎世大学也不无留恋，这里提供了他走向成功的外　

部环境，有他熟悉亲切、彼此切磋的科研集体，苏黎世大学也以优厚的条件，　

包括兼任联邦工大理论物理教席的双职双薪这种特殊待遇来极力挽留他，因　

此薛定谔难作选择。　

　　　　　最终，还是普朗克的话促使薛定谔做出了决断。普朗克表示，如果薛定　

谔能成为他的继任者，他将会感到很高兴。这既是莫大的荣耀，更是一种召　

唤。1927年，薛定谔举家迁居柏林，就任柏林大学理论物理教授，并于次年　

在普朗克的推荐下成为普鲁士科学院院士。在去普朗克家登门拜访时，薛定　

谔在普朗克家的来客纪念册上留下了一首诗，诗的最后几行，谈到了普朗克　

这一表示对他的感召：　

　　　　　　“词藻华丽的信件，　

　　　　　时间长久的言谈，　

　　　　　给我的是粉饰的虚幻。　

　　　　　而在值得倾心相敬的我们之间，　

　　　　　话儿简单，　

　　　　　却宛如指南。　

　　　　　总之一句话：　

　　　　　我将很喜欢。”　

　　　　　薛定谔很快就喜欢上了柏林的学术环境。许多第一流的物理学家聚集在　

当时的柏林，每周欢聚在一起的讨论会，给薛定谔留下了深刻的印象，无疑，　

在这种集会上展开学术讨论，确实是一件十分愉快的事。在柏林大学，除了　

普朗克和爱因斯坦之外，与薛定谔共事的绝大部分是或者将是诺贝尔奖金得　

主。他们每周三聚集在位于国会大厦附近的威廉皇家物理研究所，报告和讨　


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论物理学的最新进展和疑难，这种高层次的探讨和交流使薛定谔精神上得到　

了极大的满足和愉悦。比起在苏黎世和维也纳来，柏林远离了他酷爱前去旅　

行和登山的阿尔卑斯山区，更加喧嚣和都市化，但这个缺陷却由于学术环境　

的优越而得到加倍的补偿。如果说，在维也纳或苏黎世，薛定谔或许会感到　

知音难觅，那么在柏林，他如鱼得水，并感到了逆水行舟不进则退的压力，　

周围个个都是科学界顶尖高手，代表了物理学和化学的最新成就，在这里，　

物理学正在人们的手中进展。　

　　　　　在柏林的年代里，薛定谔与自己仰慕已久并与自己科学和哲学观点相似　

的普朗克和爱因斯坦建立了亲密的友谊。他和妻子经常出席相距不远的普朗　

克家中举行的家庭舞会，他也常去波茨坦附近湖畔的爱因斯坦的山坡别墅，　

两人一起在湖面上泛舟畅游，讨论物理学问题，交换彼此对量子力学解释问　

题的看法。同时在薛定谔住处也经常举行“维也纳小灌肠晚会”，很快成为　

科学家们聚会和交往的中心。薛定谔把在柏林大学的时代看作他一生中最幸　

福的时代，在这里，他以极大的热忱投入了教学工作，和同事们一起，使柏　

林大学物理系的教学水平达到了前所未有的高度。　

　　　　　薛定谔不仅在课堂上循循善诱，也欢迎学生们到他家中探讨学术问题，　

显得平易近人，不摆架子。他没有让已取得的成就和名望成为自己继续前进　

的羁绊，而是作为新的起步的起点。在教学之余，他致力于完善和推广波动　

力学的成果，并努力在研究中把相对论和量子力学这20世纪物理学的两大支　

柱理论统一起来。占据他这一时期的研究精力的另一中心，就是量子力学的　

诠释问题。　

　　　　　作为量子力学的奠基人之一，他不满于现有的量子力学的诠释，与爱因　

斯坦一道，在关于量子理论与经典物理学的解释这一学术论战中充分发挥他　

的理论观点。为了说明情况，可能构造一个几乎是讽刺的例子，薛定谔提出　

了“猫悖论”。假设一只猫被关在了包括下述“痛苦装置”的盒子，猫自己　

不能操纵这个装置。一个带有很少放射性物质的盖革计数器放在盒子里，这　

样一小时中或许有一个原子衰变，则计数器反应并通过一个继电器扳动一个　

小锤，打碎氰化物小瓶。人们让这个系统放上一小时后，猫可能还是活着的，　

如果这中间没有原子衰变，而第一个原子衰变将把猫毒死。这个实验的目的　

是通过一个理想实验把微观状态（原子衰变）同宏观状态（猫的死活）联系　

起来，从而得出猫的死活这样的宏观状态也不确定、有待于我们的观察的结　

论。而这样的结论显然相悖于我们的日常生活经验和实在观念，因而说明量　

子力学对实在的描述不完备。爱因斯坦对这一悖论非常赞赏，在1939年8　

月和1950年12月两次给薛定谔的信中，都称之为揭示了量子力学描述实在　

的不完备性的最巧妙的办法，并提出应当进一步发展完备的描述。　

　　　　　薛定谔提出的猫悖论，又一次表明了他对量子力学诠释问题的关注，也　

又一次证实了他反对正统诠释的执着。他的这种执着使他后来在物理学家中　

十分孤立。第二次世界大战中止了关于量子力学诠释问题的论战，但当50　


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年代论战再起，薛定谔又发表了“波动力学的意义”、“有没有量子跃迁”、　

　“基本粒子是什么”、“我们的物质图象”等一系列文章，表现了他作为一　

个科学家对信念的彻底性和坚定性。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　六、生命是什么　



　　　　　薛定谔是一个典型的书斋里的学者，他只把自己关在学术的象牙塔里，　

但是他的人格使他在政治上有基本的准则，即保持人的平等、自由和尊严，　

保持探讨科学问题所必需的宽松和民主的环境，这对于人的生存和科学的发　

展是不可剥夺的。而1933年希特勒上台后，肆意践踏民主，疯狂发展垄断资　

本和军备生产，实行法西斯奴化教育，残酷迫害不愿屈服和顺从他们的知识　

分子，尤其是犹太血统的知识分子，整个社会生活包括学校教育开始纳粹化。　

在大学校园和科研机构里，犹太血统的科学家纷纷被勒令停止授课、工作，　

遭到解雇。爱因斯坦首当其冲成为迫害的目标，他主动辞去各种职务以示抗　

议纳粹暴行，并被普鲁士科学院开除。一大批著名科学家因不属于“纯雅利　

安人”而被剥夺继续学术研究的权利。　

　　　　　面对这种赤裸裸的种族歧视、奴化教育和法西斯暴行，薛定谔无法容忍。　

虽然，他的