薛丁格 Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger

薛丁格 Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger
國立彰化師範大學物理學系研究所許嘉榕研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

薛丁格為量子力學的奠基人之一。1933年和英國物理學家狄拉克共同獲得了諾貝爾物理學獎，被稱為量子物理學之父。

薛丁格(1887 – 1961)出生在奧地利維也納，在維也納大學學習物理與數學並在1910年取得博士學位。薛丁格在蘇黎世大學他所擔任的理論物理學的教授以前曾由愛因斯坦和勞恩擔任過。在這裡他提出了著名的薛丁格方程式，創立了波動力學學說用以來描述量子力學。

除了量子力學之外，1944年著有「生命是什麼？」（What is Life?）。發現DNA雙螺旋的瓦森（James D. Watson）與克里克 （Francis Crick）表示受薛丁格影響頗深。


1926年他提出著名的薛丁格方程式，為量子力學奠定了堅實的基礎。方程式的提出只是稍晚於海森堡的矩陣力學學說，此方程式至今仍被認為是絕對的標 準，它使用了物理學上所通用的語言即微分方程式。1944年薛丁格出版了《生命是什麼》，此書中提出了負熵（Negentropie）的概念。他自己發展 了分子生物學，想通過用物理的語言來描述生物學中的課題。他還發表了許多的科普論文，它們至今仍然是進入到廣義相對論和統計力學的世界的最好嚮導。

最著名的思想實驗是薛丁格的貓，實驗的內容: 把一隻貓放進一個封閉的盒子里，然後把這個盒子連接到一個包含一個放射性原子核和一個裝有有毒氣體的容器的實驗裝置。設想這個放射性原子核在一個小時內有 50％的可能性發生衰變。如果發生衰變，它將會發射出一個粒子，而發射出的這個粒子將會觸發這個實驗裝置，打開裝有毒氣的容器，從而殺死這隻貓。根據量子 力學，未進行觀察時，這個原子核處於已衰變和未衰變的疊加態，但是，如果在一個小時後把盒子打開，實驗者只能看到「衰變的原子核和死貓」或者「未衰變的原 子核和活貓」兩種情況。

現在的問題是：這個系統從什麼時候開始不再處於兩種不同狀態的疊加態而成為其中的一種？在打開盒子觀察以前，這隻貓是死了還是活著抑或半死半活？這個 實驗的原意是想說明，如果不能對波函數塌縮以及對這隻貓所處的狀態給出一個合理解釋的話，量子力學本身是不完備的。這個思想實驗的意義是，將量子理論從微 觀領域帶到了宏觀領域，而導出和一般常識相衝突的結果。根據哥本哈根學派的解釋，當觀察者未打開盒子之前，貓處於一種「半死半活」的狀態，該狀態可以用一 個波函數來描述，而波函數可由薛丁格方程解出。一旦觀察者打開盒子觀察，波函數會坍塌(Collapse)，貓呈現在觀察者面前的只會是「生」或「死」的 狀態之一。這導致了對世界客觀性和人意識的作用的討論。根據多世界理論，當觀察者打開盒子的一刻，世界會分裂成多個世界，而觀察者只能進入眾多的世界其中 的一個，而觀察結果就因此只有一個，貓是「生」或「死」。而在其他世界里貓的狀態會由薛丁格方程決定。其生存的機率越大，貓倖存下來而處於其中的世界的數 目就越多。

在這個試驗中他把量子力學中的反直觀的效果轉嫁到日常生活中的事物上來，並想以此來表達他對想要用一般的統計學說來解釋量子物理的拒絕。

參考資料：
1. http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5 … B%E5%AE%9A%E8%B0%94
2. http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/cg … /SchrodingerCat.htm
3. http://profleeclub.ep.nctu.edu.t … les/182/index.phtml