十四、薛定谔方程的提出

薛定谔方程是量子力学的基本方程,它揭示了微观物理世界物质运动的基本规律,就象牛顿定律在经典力学中所起的作用一样,它是原子物理学中处理一切非相对论问题的有力工具,在原子、分子、固体物理、核物理、化学等领域中被广泛应用。本文主要依据薛定谔的《量子化是本征值问题》的前两篇论文及其它有关著作,探讨以下几个问题:波动力学概念是怎样产生的?薛定谔方程是怎样建立的?薛定谔的研究方法有什么特色?波函数的概率解释是怎样形成的?

薛定谔(ErwinSchrödinger,1887—1961),1887 年 8 月 12 日出生于奥地利首都维也纳。他的父亲是油毡厂主,又是自然科学爱好者,发表过一系列植物遗传学论文,并长期担任维也纳动植物学会副会长。他的母亲出生于一个化学教授家庭。他从小受到良好的家庭教育。11 岁时,就读于维也纳大学一所预科学校,该校偏重于希腊语和拉丁语,薛定谔爱好语言文学,他曾把荷马史诗译成英文。

1906 年至 1910 年,他就学于维也纳大学物理系。在此期间他曾深入研究过连续介质物理中的本征值问题,这对他以后创立波动力学有重大影响。1910 年获得博士学位。毕业后,在维也纳大学第二物理研究所从事实验物理的工作。第一次世界大战期间,他应征服役于一个偏僻的炮兵要塞, 利用闲暇时间研究理论物理。战后他仍回到第二物理研究所。1920 年他到耶拿大学协助维恩工作。1921 年薛定谔受聘到瑞士的苏黎世大学任数学物理教授,在那里工作了六年,薛定谔方程就是这一期间提出的。1927 年薛定谔接替普朗克到柏林大学担任理论物理教授。1933 年希特勒上台后,薛定谔对于纳粹政权迫害爱因斯坦等杰出科学家的法西斯行为深为愤慨,移居牛津,在马达伦学院任访问教授。同年他与狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖。

1936 年他回到奥地利任格拉茨大学理论物理教授,不到两年,奥地利被纳粹并吞后,他又陷入了逆境。1939 年 10 月流亡到爱尔兰首府都柏林, 就任都柏林高级研究所所长,从事理论物理研究。在此期间还进行了科学哲学,生物物理研究,颇有建树,出版了《生命是什么》一书,试图用量子物理阐明遗传结构的稳定性。1956 年薛定谔回到了奥地利,被聘为维也纳大学理论物理教授。奥地利政府给了他极大的荣誉,设定了以薛定谔命名的国家奖金,由奥地利科学院授给。[1]