人物生平

早年经历

埃尔文·薛定谔于1887年8月12日出生于奥地利首都维也纳6。与阿尔伯特·爱因斯坦和发现X射线的伦琴一样，薛定谔也出生于一个手工业主的家庭。他的父亲鲁道夫薛定谔继承了家族的油毡工厂，足以保证全家无经济窘迫，使薛定谔从小生活在比较优裕的家庭环境中。薛定谔的早期教育中，具有决定性的影响来自他的父亲。他的父亲是一位有教养的绅士，在生物上造诣颇深。他常常陪他玩耍嬉戏，注意保持和满足孩子的好奇心，培养他对大自然中万事万物的广泛兴趣。薛定谔回忆他的父亲时说：“对于他的成长中的儿子来说，他是一个朋友，是一位老师，也是一名不知疲倦的谈话讨论的伙伴，他是一个陈列着所有吸引着我，令我着迷的事物的殿堂。”

求学经历

1898年他11岁时，进入了维也纳高等专科学校所属预科学校。薛定谔的天赋和学习能力很快在学校中表现出来。他曾这样总结自己的中学生活：“我是一个好学生，我并不注重主课，却喜欢数学和物理，但也同样喜欢古老语法的严谨的逻辑。我讨厌的只是死记硬背那些偶然的历史事件和人物传记中的年代等各种数据。”他说：“我喜欢德意志帝国的诗人和作家，尤其是剧作家，但是厌恶对他们的作品做学究式的繁琐分解和考证。”他的一位中学同学后来回忆他们的中学时代，说薛定谔当时在学校里总是名列前茅，特别在数学和物理学中，薛定谔发展起一种理解才能，能够迅速，甚至是立即抓住老师讲解的关键，并马上做出布置的习题，不用等到回家去进一步求解，在最后三年级中，教我们这两门课的教授常常会在讲完当天的课程后把薛定谔叫到黑板前，给他出一些练习，而薛定谔解答这些问题就跟玩游戏似的轻松。确实，他总是把下午富裕的时间用来学习他喜欢的课程，而不必去刻苦地抠课程里所学的那些内容。他特别花了大量时间去学习英语，而英语和法语在当时奥地利的预科学校里是不教的。此外，他还热衷于体育活动，花大量的时间参加许多运动，尤其热衷于徒步旅行和登山运动。他兴趣广泛，特别爱好文学，这使他对学校里连续开设的希腊语，拉丁语课也非常喜欢，由此得以接触灿烂的古希腊文学，文化特别是哲学。对于古希腊哲学的强烈兴趣，最早至少有一本毕业班时期的题为“希腊研究备忘录”的笔记本中能反映出来，在上面，薛定谔简要记叙了希腊哲学从米利都的泰利斯到柏拉图的发展。这种兴趣在他一生中不时地回荡在心怀，他的哲人科学家的气质使他为古希腊哲学与欧洲科学的起源之间的内在关系所吸引。当1948年5月他在伦敦国王学院作系列演讲时，致力于证明希腊哲学传统在现代科学，包括在相对论中和原子理论中的延续，在开场白中，他解释自己回到古希腊思想的动机时说：“对古希腊思想家的叙述和对他们观点的评论，并非出于自己近年来的嗜好，从理论物理学专业的角度看也不是一种茶余饭后的闲暇中的消磨时光，而是希冀这有助于理解现代科学，特别是量子物理学。”这些演讲经过修改补充后发表时的书名叫《大自然与希腊人》。薛定谔课余时间兴趣广泛，多才多艺。除了参加体育活动，他还醉心于戏剧演出，看戏入迷，是城市剧院的常客和忠实观众。他在这一段时期成为弗里茨格里尔帕策的忠实戏迷，他积累了许多节目单并写了许多评论。他对文学的另一个爱好是诗歌，不仅限于阅读，还自己动手创作，1949年还出版过一本个人诗集。紧张的学习工作之余，他还会把古希腊诗人荷马的著名史诗译成英文，或把法国古普罗旺斯的诗歌译成德文作为休息和消遣。这当然得益于他的语言天赋与他母亲的影响，他能说许多种语言，在演讲中能根据不同国籍的听众用德，英，法，西四种不同语言来表达。这也使他游历别国时从未感觉自己是外国人。但是，同他对戏剧，诗歌和语言等的爱好与才能相比，薛定谔对维也纳人文生活中的优秀传统——音乐却兴趣不大。他也出席音乐会，但并不着迷。他的母亲非常喜欢音乐，想让他学些乐器，一位音乐教师曾让他在自己演奏钢琴时跟着唱出曲调，薛定谔却说：“我又不是钢琴，我不唱。”不过，他却继承了父亲对艺术的爱好——具有对古老的和现代的绘画的鉴赏力，并在闲暇时从事雕塑创作，作为艺术享受。

1906年，薛定谔以首屈一指的成绩通过毕业考试，进入维也纳大学，主修他喜爱的物理和数学。玻尔兹曼这位当时奥地利最杰出的理论物理学家所奠定的科学传统和哲学倾向，无疑直接地，或通过他的学生，极大地影响了薛定谔一生的工作和思想，薛定谔曾深情地说：“玻尔兹曼的思想路线可以称为我在科学上的第一次热恋，没有别的东西曾如此使我狂喜，也不会再有什么能使我这样。”薛定谔把主要精力用于选修哈泽内尔的几乎所有理论物理学课程，他对哈泽内尔满怀敬意，正是从哈泽内尔的讲授中，他掌握了以后工作和研究的大部分基础，因为薛定谔自己说课堂上的学习对他来说更为重要，他不太善于从书本文献中去掌握领会。后来，薛定谔在1929年曾说，他作为一名科学家个性的形成，要归功于哈泽内尔;1933年获得诺贝尔奖，发表获奖演说时，他说：“假如哈泽内尔没有去世的话，那么他现在当然会站在我的位置上。”而在大学时期他同样上了能够上的数学课，尤其是科恩的投影几何课给他留下了深刻印象。同时他还听了耶路撒冷关于斯宾诺沙的演讲。在一年级他还学习了化学知识，他认为从斯克劳普的课中他更好的掌握了无机化学。在1910~1911年间薛定谔由于兵役的原因没有听完哈泽内尔的理论物理科尔成为实验物理学家埃克斯纳的助手并结识了科尔劳施，这也使得他认识到了实验的重要性，但他也发现自己不具备实验天赋而奥地利也不具备培养实验科学家的氛围。天赋加勤奋，使薛定谔很快在大学校园里崭露头角，到1910年夏天即他快毕业时，薛定谔的理论才华已经显示得相当充分。他的博士论文，是于1910年在埃克斯纳主持的第二物理研究所完成的。这是一项实验性的研究，也是他独立从事的第一次科学研究，主题是：潮湿空气中绝缘体的导电性。

在当时，薛定谔的这一题目是第二研究所正从事的大气电学研究中的一个难题，因为大气电流的测量必须保持必要的绝缘，即使最好的绝缘体如琥珀，石蜡，硬橡胶等也常常不能满足要求，因为通常在其表面由水，雾，雪，昆虫分泌物而形成导电膜。薛定谔说：“我从众所周知的静电实验在潮湿空气中很难成功这一事实出发，去研究湿气对实验室中常用的绝缘材料的影响。”他把硬橡胶，玻璃，摩擦过的琥珀，硫磺或石蜡等制成的棒一端用锡箔包好，与蓄电池连接，另一端接上验电器。在干燥的空气中，验电器没有显示，而在湿气影响下则被充电，棒表面成为导体。薛定谔特别测量了验电器的充电速率，推导出材料的电阻是湿度的函数的结论。他发现对于大气电流测量，玻璃是最差的绝缘体而石蜡是最好的。他把这一研究成果写成论文，提交维也纳大学的学位评审委员会。同时，他于同年5月按时通过了获取博士学位必需的物理，数学和哲学考试，终于以优异的成绩完成了学业，戴上了博士帽。

研究经历

锋芒初露

埃尔温·薛定谔

薛定谔于1910年从维也纳大学毕业，同年秋季按规定服兵役一年，次年秋天回到维也纳大学，开始了他的研究生涯。此后的十年时间，他潜心研究，努力钻研，尽管中间曾被第一次世界大战所打断，但他坚持不懈，先后就一系列众所瞩目的课题发表了许多论文，范围几乎包括物理学界当时关注的所有热门课题，也涉及一些不被人们所看重的冷僻领域。所有这些，都给他带来了很大声望，初步确立了他作为国际知名的理论物理学家的地位。

从1910年到1914年不到四年的时间里，薛定谔作为埃克斯纳的助手，先后发表10篇论文和一篇为物理学手册撰写的关于电介质的评论，1914年1月，他获得了大学教师资格认可，这也是他在科学生涯中的第一次晋升。他的第一篇论文是关于磁的运动学理论，用理论方法分析金属的抗磁性质，尽管问题的最终解决有待于量子统计的发展，但这篇文章在数学方法和理论的明晰上都是成功的。紧接着，他又试图把这种运动学理论推广到电介质以至一般固体，并分析评论了荷兰著名物理学家德拜几个月以前发表的《绝缘体的运动学理论的若干结果》。关于物质的介电性质，他还发表过另外两篇文章，一篇是为慕尼黑大学主编的5卷本《物理学手册》撰写的长达75页的《电介质》，另一篇是关于反常电散射理论的一个简短笔记。针对当时新近发现并讨论热烈的贯穿辐射现象，他向帝国科学院提交了《贯穿大气辐射的高度分布理论》。分析了辐射源的三种可能：地表放射性物质;大气中悬浮的放射性物质;星际辐射源假说。他重点分析了第二种可能，并推导出了高度分布方程以与实验探测数据对照。他的这一理论分析对于宇宙射线的发现具有重要的参照作用。晶体点阵动力学和固体的原子结构，是当时国际物理学界研究的热点，也是薛定谔研究工作的又一领域。薛定谔先后发表了题为“论X射线产生的干涉图像的明晰性”，“论德拜效应理论”和“论弹性耦合点系统的动力学”三篇论文，分别讨论了劳厄的X射线干涉图象和晶体点阵动力学。在第一篇文章里，通过一系列的分析和计算，得出温度与辐射强度等的简单函数关系式;在第二篇文章中，他为回答别人的质疑，作了进一步的澄清，而第三篇论文，他则基于固体原子结构的发现和原子论立场，以一维点阵模型为例尝试建立固体运动学理论，并证明其原子结构，获得了相当的成功。

这一时期的薛定谔少年得志春风得意，在物理学集体中如鱼得水，挥洒自如，在刚刚起步不到三年中发表了十余篇论文并紧盯最新发展，使他在学术界崭露头角，小有名气。而在生活上，经朋友介绍认识了后来成为薛定谔夫人的安妮·玛利娅小姐，开始了甜蜜的恋爱。薛定谔是通过朋友科尔劳施认识贝特尔的，那时他与科尔劳施在泽海姆消夏别墅进行大气中放射性粒子悬浮的研究。六年之后，他把一篇发表了的论文寄给他的媒人，并在献辞中风趣地写道：“1919年10月1日附录：如我所知，1913年夏季泽海姆的大气中，除了Ra—A，B，C外，肯定还有一些其他东西，而我的测电器却没能指示其踪迹。这是由于它发现了萨尔茨堡的贝特尔小姐，她吸引了作者的全部注意力。”而后来薛定谔夫人回忆他们的初次相识时说：“他给我很深的印象，首先因为他非常英俊，他有一张很吸引人的脸，……而在这之前我对他印象就不错，因为科尔劳施已向我介绍过他。”

薛定谔在一战一开始，就应征入伍，成为奥匈帝国的一名炮兵军官。他后来把这段历史用寥寥数语作了概括：“接着战争开始了，那时我作为一名炮兵军官驻扎在东南前线，没有受伤，没有生病，也没有获得什么荣誉。”在残酷的战争面前，他感到了甜美生活的难得，在战争所带来的时间荒废中，他也更领会到了生命和时光的可贵。几经转战，战争后半期薛定谔的军旅生活是在后方度过的，这也是为了保护科学人才而采取的措施。这样，薛定谔又可以发挥他的专长了，在距维也纳30公里的小镇，他给一批批即将赴任的防空部队军官讲授气象学的基本概念和事实，例如大气的构成，太阳辐射，大气的分布和每天，每年的变化;气压，高，低压区，大气环流特别是大洋，大陆和山区的风，气候分界线，风暴，云层结构，天气图的解释等。这些课程尽管不过是重复他在大学学过的课程，但毕竟使他有时间坐下来阅读资料，重续科学研究的旧梦，并焕发出创造性的活力。他很快又向《物理学期刊》寄出了一篇题为“论大气声学”的论文，讨论了大气中声波的传播方程。与此同时，他还关注着广义相对论，量子统计和涨落理论，原子物理学等领域的最新进展，为战后迅速恢复研究工作做好了充分的准备。尽管这里远离前线，条件优裕，工作顺心，但薛定谔无法压抑对战局的忧虑，企盼战争早日结束。

战后，薛定谔重返第二物理研究所，全力以赴从事理论物理学研究。由于战争后期的大量信息和思考的储备，他一连发表了好几篇论文。其中关于广义相对论的两篇题为“引力场的能量分量”和“广义协变引力场方程的解系统”都引起了阿尔伯特·爱因斯坦的极大关注，并分别撰文讨论和回答。薛定谔是在一战期间开始学习广义相对论的，一开始他觉得掌握起来较为困难，但不久他就理解了这一理论，并且他发现阿尔伯特·爱因斯坦的原始表述是过于复杂的。而薛定谔同时还写了三本未发表的关于能量分析和应用的笔记。量子统计和涨落理论，是薛定谔的又一工作重点。他继承了玻尔兹曼的方法.论原则，发表了三篇论文。他的工作还包括一个验证光量子理论的实验，这也是他所做的最后一个认真的物理实验。他对于阿尔伯特·爱因斯坦的光的本性理论发生了兴趣，因此他设计出一个实验，通过同一光源发出两束大角度的光，观察是否有相干性和干涉现象来验证光量子理论。1920年4月6日，薛定谔与贝特尔小姐结婚。此后，他离开了他的母校和故乡，先是移居德意志帝国耶拿，此后又在斯图加特工学院任副教授一个学期。这期间他收到来自基尔大学，布累斯劳大学和母校维也纳大学的三份正教授聘书，无疑，回返母校，继承哈泽内尔的事业对他有极大的吸引力;但当时奥地利学术界的经济条件和工作状况实在糟糕，使他忍痛放弃了这项选择。薛定谔夫妇去了布累斯劳，在那数周后，薛定谔又收到并接受了苏黎世大学理论物理学教授的职务聘书。他一生中最辉煌的一章开始了。

研究困境

埃尔温·薛定谔

1921年10月，薛定谔夫妇终于结束了他们婚后一年半来不断的迁居转移，摆脱了生活于战败国中经济上和心理上的压力和阴影，在苏黎世安定下来。当然，在瑞士靠教授的薪水养家度日也算不上富裕阶层，一个普通教授那时也只能算属于可怜的低级阶层。但无论如何，这里物价稳定，人民安居乐业，他也至少无饥寒之虑，从而能安心于教学和研究。

薛定谔的就职演讲以“自然规律是什么”为题，以这样的话作为演讲的结束：“我愿意相信，一旦我们抛弃了根深蒂固的绝对因果性偏见，我们就能成功地克服这些困难，而不再期望用原子理论去证实因果性教条。”薛定谔关于原子过程几率性的论断是很有预见性的，机遇作为统计规则性基础，也得以与因果性，与规律协调起来。这位新来的教授以其思想的深刻性和独立性，给听众留下了深刻的印象。他所开设的一系列理论物理学课程吸引了许多学生，他所主持的讨论班上也总是围绕物理学中的基本问题和进度展开热烈的讨论。