当听到“薛定谔”这个词时,你立马想到的肯定是薛定谔的猫。但你有没有真的了解这个著名悖论背后的这个男人呢?本文全是八卦,几乎没有物理,可以放心观看。
一、薛定谔是怎么想出波动方程的?瑞士物理学家费利克斯·布洛赫讲述了波动力学诞生的故事:一天,诺贝尔奖获得者彼得·德拜说:“薛定谔,你现在工作的方向不对啊,没在重点上。要不你回去研究研究,回头给我们讲讲德布罗意的工作怎么样?听说现在好多人在搞这个啊。
”于是薛定谔就干了。他回去查查论文,然后就做了个报告,讲了讲法国那个哥们路易斯·德布罗意的假设,即物质也有波的特性。报告完后,德拜却不认同这个报告的内容,觉得这样的想法“很傻很天真”。他指出:“要处理波的特性,你起码得有一个波动方程才行啊。”薛定谔就把这话放心上了。很快他离开妻子,到瑞士阿尔卑斯山去度两个半星期的小假——只带了德布罗意的论文和维也纳的一个情人以及两颗珍珠。
阿尔卑斯山麓的小长假结束后,回去他就做了个报告,报告上薛定谔说:“之前德拜给我提了个建议,说应当有个波动方程——好,现在我有了。”
二、薛定谔的钱
曾经有一个物理专业的博士后跟我说:“物理中没有金钱”。这也许是对的。不过金钱中却有物理!瞧,薛定谔纸币,1983年开始流通,1000先令,是奥地利货币中是第二大的面额了,放在现在大概值五张半的毛爷爷。不过很遗憾,到1997年就不再流通,换成了奥地利著名的医学家、生理学家卡尔·兰德斯坦纳。
三、薛定谔不仅仅搞物理
他除了去领领诺奖,参加些物理学的会议外,不忙的时候他其实非常喜欢滑雪、溜冰、游泳或者爬山的。薛定谔的大名,除了做物理的人耳闻能详外,他也是生物领域的大牛,估计没有几个学生物的人不知道他的杰作《生命是什么》,这本书给生物界带来了多大的“地震波”真的难以估量;据说搞清楚DNA螺旋结构的沃森和克拉克就深受此书影响。物理和生物之外,他还会搞搞哲学、伦理学和宗教研究。
四、薛定谔的“叠加态”婚姻
不管薛定谔的猫是死是活,那都是量子概率的问题,但关于薛定谔的婚姻却没有什么不确定的。他公开承认他有很多情妇,包括他同事的老婆Hilde。不过不用担心薛定谔的妻子Anny——Anny也会时不时跟自己老公的同事搞在一起。1934年,Hilde给薛定谔生了个女儿;1938年纳粹将要入侵奥地利之际,他携带着自己的老婆,以及别人的老婆一块去了爱尔兰。在爱尔兰两个女人又分别同时给他生了两个女儿。
五、薛定谔“复活”
在《飞出个未来》的一个片段中,薛定谔复活了。由于他违反交通规则,超出光速15英里/小时行驶,且携带一个装有猫、毒药和铯原子的盒子,于是遭到人民警察Fry和URL的追捕。
六、薛定谔谈他建立的量子力学:“我不喜欢它。”
这个人中鬼才的物理学家到底是怎么看待量子力学中的几率解释的呢?薛定谔自己曾说:“我不喜欢它,我真的很为我做的这些量子力学的事情感到抱歉。”之后物理学家Gregor Wentzel对他说:“薛定谔啊,幸亏其别人比你自己更相信你的那个方程……”
七、薛定谔的猫是薛定谔用来取笑量子力学的现在我们回到薛定谔的猫,还记得它吧。讽刺的是,薛定谔的这个著名的思想实验实际的目的只是为了取笑量子物理的奇怪特性的。
在1935年,爱因斯坦,Boris Podolsky,和Nathan Rosen合写了一篇论文,提出了量子纠缠的奇怪本性——一个量子系统的态并不是确定的,直到它实际中被测量。所以,薛定谔写了:我们可以构建一个相当荒谬的案例。
一只猫被关在一个铁箱子里,箱子里还有以下装置:在一个盖革计数器中,放入少量放射性物质,很少量,在这节课的一个小时内可能只有一个原子衰变,但也有同样的概率,没有衰变;如果衰变发生,计数器管放电,通过一个延迟释放的锤子击碎一个小烧瓶中的氢氰酸。如果我们把这个系统放那一小时,如果这段时间没有原子衰变,我们可以说猫还活着。用函数来表示这个系统的状态的话,它将是一个活猫和死猫的混合态。
这是一个典型的将约束在原子区域的不确定转变为宏观不确定的案例,而宏观不确定性可以直接通过观测确定下来。这让我们不能如此天真地接受一个“模糊的理论模型”来代表现实。而这个案例与那些摇晃的或没对焦的相机以及云室、雾室的快照不同,它本身并不包含任何不清晰的或矛盾的事情。