讲义12：比薛定谔的猫更神秘，他的情人和情欲爆发的波动方程

薛定谔(1887~1961)，奥地利理论物理学家，量子力学的奠基人之一，在固体的比热、统计热力学、分子生物学等方面也做了大量的工作。1926年创立了波动力学，提出薛定谔方程。并证明波动力学是与海森堡、玻恩等所创立的矩阵力学在数学上是等价的。1933年与英国物理学家狄拉克获得诺贝尔物理学奖。

1. 幸运的薛定谔

薛定谔出生于奥匈帝国，必须完成兵役，23岁博士毕业即被征召到预备役军营中服役，在一战开始后，再次被征召到意大利前线成为一名炮兵指挥官，幸运的薛定谔在战争毫发无损，进入学术界，1921年受聘瑞士的苏黎世大学。

2、物质波和它的方程

1923年,当德布罗意关于物质波的概念传到瑞士苏黎世时，在德拜建议下，由薛定谔作了一个关于物质波的报告。

德拜评注：“有了波，就应有一个波动方程。”经典的波都有波动方程，物质波也不应该例外，薛定谔开始了他一生中最伟大的工作，寻找物质波的波动方程。

3. 薛定谔的情人和他的方程

1925年底，也是薛定谔夫妻冷战的高峰期，处于离婚的边缘。为了摆脱家庭和科学上的困扰，薛和一位神秘的前女友奔赴阿尔卑斯山雪场度假。雪山的空灵、神秘的女郎、情欲的爆发这些都给了度假中的薛定谔无限灵感，在随后一年中，他智慧爆棚，推导出了后来以他名字命名的薛定谔方程。

这位和薛定谔共度圣诞佳节女郎的身份，比以后薛定谔盒子里的猫更加诡异，多少科学史研究者和小报记者都没有挖掘出她的一丝线索，这位身份不明的女子给薛定谔方程加持更多神秘的色彩，量子力学要致谢这位神秘的情人。

4. 薛定谔方程的建立步骤

薛定谔将已知粒子的能量（动能和势能）用德布罗意关系写成量子形式，把粒子波函数写成平面波的形式——位置和角速度形式、能量和动量形式，然后的任务就是寻找一个波函数方程，得出零势场下的波函数方程 。找出势能为常数值之边界条件下的方程，推广到一般势场，找出该边界条件下的薛定谔方程。

薛定谔方程

薛定谔方程像牛顿运动方程一样，不能从更基本的假设中推导出来；它是量子力学的基本方程，它的正确与否只能靠实验来检定。微观世界的运行规律不断被这个方程揭示：氢原子光谱中玻尔的的困扰，氢原子能级，化学键的本质，原子的存在。。。

薛定谔的波动方程，以人们熟悉的波入手，避免了海森堡矩阵力学晦涩的数学计算，一经推出，立刻收到了爱因斯坦，玻尔，普朗克等物理大牛的一致好评。

5. 特立独行的浪漫一生

薛定谔后期和爱因斯坦一起参与对哥本哈根量子诠释的大论战，提出让玻尔难堪的薛定谔的猫思想实验。尽管如此，哥本哈根学派仍然评价薛定谔是个独立、有趣、友好，慷慨的朋友。

薛定谔的一生艳遇不断，他的精通文学和哲学，热爱诗歌和艺术，天生浪漫多情，不拘礼法，见一个爱一个，成为了科学界的“段正淳”。这些都使他在科学之外，与其他科学家格格不入。

薛定谔到底有多少情人，这已经成为了比薛定谔的猫更复杂的问题。