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8月12日 历史上发生的事件

8月12日 历史上发生的事件

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        薛定谔(1887年8月12日-1961年1月4日),又译薛丁格,原名埃尔文鲁道夫约瑟夫亚历山大施勒丁格,生于维也纳埃德伯格(Wien Erdberg),卒于维也纳。奥地利理论物理学家,量子力学的奠基人之一。1933年和英国物理学家狄拉克共同获得了诺贝尔物理学奖,被称为量子物理学之父。
        他的父亲鲁道夫施勒丁格是生产油布和防水布的工厂主同时也是一名园艺家。她的母亲格鲁吉亚娜艾米莉布兰达是维也纳高等技术大学的教授亚历山大鲍尔的女儿。薛定谔1887年出生在奥地利维也纳附近的埃德伯格,1898年进入了文理高中,从1906年至1910年在维也纳大学学习物理与数学并在1910年取得博士学位。此后在维也纳物理研究所工作,他当时的同事包括弗兰茨瑟拉芬埃克斯纳,弗雷德里希哈瑟诺尔和柯劳什。在大学期间薛定谔还同园艺家弗朗茨弗利摩尔保持了很深密的友谊。
        薛定谔参加了第一次世界大战,此后在耶拿大学,斯图加特大学,布雷斯劳大学和苏黎世大学教书。特别是在苏黎世大学他所担任的理论物理学的教授以前曾由爱因斯坦和马克思冯劳恩担任过。在这里他提出了著名的薛定谔方程,创立了波动力学学说用以来描述量子力学。
        1920年4月6日他同安娜玛丽贝特尔(Annemarie Bertel)结婚。
        1956年薛定谔返回维也纳,在维也纳大学理论物理研究所教学直到去世。当他参加完在阿尔卑包赫村(Alpbach)举行的高校活动后,由于当地风景优美而决定死后葬在此地。薛定谔因患肺结核在1961年1月4日病逝于维也纳,死后如愿被埋在了阿尔卑包赫村,他的墓碑上刻着以他命名的薛定谔方程。
        1926年他提出著名的薛定谔方程,为量子力学奠定了坚实的基础。方程的提出只是稍晚于沃纳海森堡的矩阵力学学说,此方程至今仍被认为是绝对的标准,它使用了物理学上所通用的语言即微分方程。这使薛定谔一举成名,他还在同年证明了自己的波动力学是与海森堡和玻恩的矩阵力学在数学上是等价的。1944年薛定谔出版了《生命是什么》,此书中提出了Negentropie的概念。他自己发展了分子生物学,想通过用物理的语言来描述生物学中的课题。他还发表了许多的科普论文,它们至今仍然是进入到广义相对论和统计力学的世界的最好向导。最著名的思想实验是薛定谔的猫,在这个试验中他把量子力学中的反直观的效果转嫁到日常生活中的事物上来,并想以此来表达他对想要用一般的统计学说来解释量子物理的拒绝。此外薛定谔还发表了50余本著作涉及到不同的题目,还进行了统一的语义场论的努力。
        薛定谔方程是量子力学的一个基本假定,其正确性只能靠实验来检验。就好像牛顿定律在经典力学的地位,薛定谔方程在量子力学里占有中心的地位。
        薛定谔的猫是奥地利物理学家埃尔温薛定谔试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性而提出的一个思想实验。实验内容如下:
        把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变,它将会发射出一个粒子,而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置,打开装有毒气的容器,从而杀死这只猫。根据量子力学,未进行观察时,这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态,但是,如果在一个小时后把盒子打开,实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。 
        现在的问题是:这个系统从什么时候开始不再处于两种不同状态的叠加态而成为其中的一种?在打开盒子观察以前,这只猫是死了还是活着抑或半死半活?这个实验的原意是想说明,如果不能对波函数塌缩以及对这只猫所处的状态给出一个合理解释的话,量子力学本身是不完备的。 
        这个思想实验的意义是,将量子理论从微观领域带到了宏观领域,而导出和一般常识相冲突的结果。根据哥本哈根学派的解释,当观察者未打开盒子之前,猫处于一种“又死又活”的状态,该状态可以用一个波函数来描述,而波函数可由薛定谔方程解出。一旦观察者打开盒子观察,波函数会坍塌(Collapse),猫呈现在观察者面前的只会是“生”或“死”的状态之一。这导致了对世界客观性和人意识的作用的讨论。
        根据多世界理论,当观察者打开盒子的一刻,世界会分裂成多个世界,而观察者只能进入众多的世界其中的一个,而观察结果就因此只有一个,猫是“生”或“死”。而在其他世界里猫的状态会由薛定谔方程决定。其生存的概率越大,猫幸存下来而处于其中的世界的数目就越多。
        薛定谔可被视为一个佯谬,由“不确定”的衰变-检测器-毒药-猫的生死构成一条因果链,将量子的不确定与宏观物质(猫的生死)的不确定性联系起来,而根据日常经验,无论我们是否观察,猫的状态必为生或死中之一。