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埃尔温·薛定谔

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  • assistant2008
  • 损则有孚
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最近网上关于量子力学的科普视频很多,让人看后感到科学的严谨与深奥,还感到难以琢磨。那些科学家,特别是物理学家实在是太牛了,不断颠覆原有的认知,距离科学真象越来越近。
说到量子力学,就常常被提到“薛定谔的猫”。这次,我在邮票上找到了薛定谔。


  • assistant2008
  • 损则有孚
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百度百科:
埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger,1887年8月12日—1961年1月4日),男,奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论,和狄拉克(Paul Dirac)共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。
物理学方面,在德布罗意物质波理论的基础上,建立了波动力学。由他所建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律,它在量子力学中的地位大致相似于牛顿运动定律在经典力学中的地位。 [1] 提出薛定谔猫思想实验,试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。亦研究有关热学的统计理论问题。在哲学上,确信主体与客体是不可分割的。主要著作有《波动力学四讲》《统计热力学》《生命是什么?——活细胞的物理面貌》等。


2025-07-17 15:10:21
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  • assistant2008
  • 损则有孚
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人物生平
1887年埃尔温·薛定谔出生在奥地利维也纳附近的埃德伯格。在薛定谔幼年时期,他深受叔本华的影响,因此,他广泛阅读叔本华的作品,他的一生对色彩理论、哲学、东方宗教深感兴趣,特别是印度教。
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(Franz Serafin Exner),弗雷德里希·哈瑟诺尔(Friedrich Hasenöhrl)和柯劳什(Kohlrausch)。在大学期间薛定谔还同园艺家弗朗茨·弗利摩尔(Franz Frimmel)保持了很神秘的友谊。
1911年薛定谔成为埃克斯纳的助理。
1913年与R.W.F.科尔劳施合写了关于大气中镭 A(即Po)含量测定的实验物理论文,为此获得了奥地利帝国科学院的海廷格奖金。第一次世界大战期间,他服役于一个偏僻的炮兵要塞,利用闲暇研究理论物理学。战后他回到第二物理研究所。
1920年移居耶拿,担任M.维恩的物理实验室的助手。
1924年,L.V.德布罗意提出了微观粒子具有波粒二象性,即不仅具有粒子性,同时也具有波动性。在此基础上,1926年薛定谔提出用波动方程描述微观粒子运动状态的理论,后称薛定谔方程,奠定了波动力学的基础,因而与P.A.M.狄拉克共获1933 年诺贝尔物理学奖。
1925年底到1926年初,薛定谔在A.爱因斯坦关于单原子理想气体的量子理论和L.V.德布罗意的物质波假说的启发下,从经典力学和几何光学间的类比,提出了对应于波动光学的波动力学方程,奠定了波动力学的基础。他最初试图建立一个相对论性理论,得出了后来称之为克莱因—戈登方程(见场方程)的波动方程,但由于当时还不知道电子有自旋,所以在关于氢原子光谱的精细结构的理论上与实验数据不符。以后他又改用非相对论性波动方程──以后人们称之为薛定谔方程──来处理电子,得出了与实验数据相符的结果。
1926年1—6月,他一连发表了四篇论文,题目都是《量子化就是本征值问题》,系统地阐明了波动力学理论。在此以前,德国物理学家W.K.海森堡、M.玻恩和E.P.约旦于1925年7—9月通过另一途径建立了矩阵力学。1926年3月,薛定谔发现波动力学和矩阵力学在数学上是等价的,是量子力学的两种形式,可以通过数学变换,从一个理论转到另一个理论。薛定谔起初试图把波函数解释为三维空间中的振动,把振幅解释为电荷密度,把粒子解释为波包。但他无法解决“波包扩散”的困难。最后物理学界普遍接受了玻恩提出的波函数的几率解释。
1927年—1933 年接替 M.普朗克 ,任柏林大学物理系主任。因纳粹迫害犹太人,1933年离德到澳大利亚、英国、意大利等地。
1939年转到爱尔兰,在都柏林高级研究所工作了17年。
1944年 ,薛定谔著《生命是什么》一书,试图用热力学、量子力学和化学理论来解释生命的本性。这本书使许多青年物理学家开始注意生命科学中提出的问题,引导人们用物理学、化学方法去研究生命的本性,使薛定谔成为蓬勃发展的分子生物学的先驱。
1956年,薛定谔返回维也纳,任维也纳大学物理研究所荣誉教授,获得奥地利政府颁发的第一届薛定谔奖,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。1957年他一度病危。
1961年1月4日,他因患肺结核病逝于维也纳,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。
个人生活
埃尔温·薛定谔的母亲血统是一半奥地利和一半英国,英国的一方是来自利明顿。
薛定谔几乎是在同一个时间学习英语和德语,因为他的父母二人都在家讲这两种语言。他的父亲是一位天主教的信徒,而母亲是一位路德教派的信徒。
主要成就
1926年薛定谔提出其波动方程时已39岁,在这一点上,他倒是与其柏林大学的前任普朗克不无相似。据说他的这种创造性的激情,恰恰来自圣诞节假期中与情人的幽会,且一发而不可收,在短短不到五个月时间里,一连发表了六篇论文,不仅建立起波动力学的完整框架,系统地回答了当时已知的实验现象,而且证明了波动力学与海森伯矩阵力学在数学上是等价的,令整个物理学界为之震惊(狄拉克也单独的证明了这个结论)。颇有讽刺意味的是,尽管为革命性的量子力学作出了基础性的贡献,薛定谔本人的初衷却是恢复微观现象的经典解释;而更令人称绝的是,薛定谔本人坦承他的科学工作,常常并非是独创性的,但他总能敏锐地抓住一些人的创新性观念,加以系统的构建和发挥,从而构成第一流的理论:波动力学来自德布罗意,《生命是什么》来自玻尔和德尔布吕克,而“薛定谔的猫”则来自爱因斯坦。
量子力学已成为整个理论物理学和高科技的基础,从粒子物理和场论,到激光,超导和计算机。格利宾的书对量子力学的历史发展和应用作了相当通俗形象的描述。但如何解释和理解量子力学的成果,却至今依然是学界,尤其是科学哲学上的热门话题。爱因斯坦和玻尔为之争论了一辈子,“薛定谔的猫”则被爱因斯坦认为是最好地揭示了量子力学的通用解释的悖谬性。其大意是:在一个封闭的盒子里装有一只猫和一个与放射性物质相连的释放装置。在一段时间之后,放射性物质有可能发生原子衰变,通过继电器触发释放装置,放出毒气,也有可能不发生衰变,因此依据常识,这只猫或是死的,或是活的。而依据量子力学中通用的解释,波包塌缩依赖于观察,在观察之前,这只猫应处于不死不活的叠加态,这显然有悖于人们的常识,从而凸显出这种解释的困境。为摆脱这种困境,人们设想出了种种方案,但似乎并不能填平这种常识与微观特异性之间的鸿沟。例如格利宾本人所赞成的多世界解释,认为猫死与猫活这两种结果分属两个独立平行且真实存在的世界,是我们的观察行为选择了其中之一为我们的世界。这似乎不仅没有消除,反倒是增加了人们的困惑。
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。
1933年纳粹夺权后离开德国移居英国牛津,在马格达伦学院担任访问学者,获得诺贝尔物理学奖。
1944年薛定谔出版了《生命是什么》,此书中提出了负熵(Negentropie)的概念。他自己发展了分子生物学奠定了分子系统发生学,成为现代进化论的基础,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。


  • 戴眼镜的老赵
  • 突如其来
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顶你!


  • rhrh
  • 终日乾乾
    11
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感谢楼主发布知识贴,就是文字略多且还是有点理解难度。另请教,上述带基本资料的图片来自何处网站?再谢


  • 丁夫1927
  • 终日乾乾
    11
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看到楼主介绍诺贝尔物理学家薛定谔的吧文,感到兴趣异常,补充一些邮票与吧友共享。
楼主介绍的是奥地利为薛定谔发行的邮票,有没有诺贝尔奖的发布国瑞典发行的邮票呢?有!当然有!不过,瑞典发布诺贝尔奖后不是即刻发行邮票,而是在60年后才发行,这或许是避免为在世者发行邮票吧!而且是和其他诺贝尔奖获得者一起发行的。
1982年起瑞典改变了获诺贝尔奖邮票的发行方式,将原先按年发行各奖项邮票改为按奖项类别发行,并将数年同类别的获奖者合并在一起用小本票的形式发行。
1982年发行的是物理奖项,1982年正是丹麦物理学家玻尔获得诺贝尔物理奖60年,瑞典发行的小本票纪念玻尔及其后数年陆续获得“原子结构”方面奖的5位物理学家(包括薛定谔在内),他们是:
获得1922年奖的丹麦物理学家玻尔、
获得1929年奖的法国物理学家德布罗意、
获得1932年奖的德国物理学家海森伯、以及
获得1933年奖的奥地利物理学家薛定谔和英国物理学家狄拉克
(小本票见本楼首图)。
或许由于色彩上的关系,小本票另有排列顺序,但事物发展还是以时间顺序为宜,下面拟按得奖年顺序对小本票上的5枚邮票作简要介绍:
小本票第一枚(自上而下,后同)是纪念获得1922年物理学奖的丹麦物理学家玻尔,图案是氢原子中的电子轨道和玻尔的签名;

玻尔(Niels Henrik David Bohr, 1885-1962)丹麦物理学家。在普朗克量子假设和卢瑟福原子行星模型的基础上,于1913年提出了氢原子结构和氢光谱的初步理论。稍后,又提出“对应原理”。这些工作对量子论和量子力学的建立起了重要作用。
按照玻尔的这一模型:电子环绕原子核作轨道运动,外层轨道比内层轨道可以容纳更多的电子;较外层轨道的电子数决定了元素的化学性质。如果外层轨道的电子落入内层轨道,将释放出一个带固定能量的光子。
1963年是提出玻尔模型50周年,丹麦发行了纪念邮票,图案是玻尔肖像和电子绕原子核在轨道上运动的示意图以及电子在轨道间跃迁时所发射的光子的频率计算公式。

小本票第三枚是纪念获得1929年奖的法国物理学家德布罗意。图案是德布罗意波的示意图

德布罗意(Louis Victor de Broglie,1892-1987)法国物理学家,曾于1924年提出德布罗意波的理论。
德布罗意波:历史上曾称为“物质波”或“实物波”,是对微观粒子的波动性的描述。由法国物理学家德布罗意于1924年首先提出。他把当时已发现的关于光的粒波二象性这一事实加以推广,提出一切微观粒子都具有波粒二象性的论点,而且一个动量为p、能量为E的自由运动的粒子,相当于一个波长为λ= h/p 频率为ν=E/p、正沿粒子运动方向传播的平面波(h为普朗克常数)。这论点为实验所证实,并成为薛定谔等建立量子力学的基础之一。
法国1996年发行的“欧罗巴”邮票显示了这一理论公式。

小本票第五枚邮票是纪念获得1932年物理学奖的德国物理学家海森伯(Werner Karl Heisenberg,1901-1976),关于这枚邮票图像的说明仍然不太清晰。虽然瑞典邮政总局首日封上说明为“海森伯的贡献说明原子怎样结合构成分子”,但国内权威著作认为这似乎不正确,认为也许是表现一种原子核的模型。

2001年是海森伯诞生100周年,德国为他发行了纪念邮票,主图是他的工作照,右上是“不确定性关系”(Uncertainty Relation)(旧译为“测不准原理”)的公式。

小本票第二枚和第四枚是纪念获得1933年奖的奥地利物理学家薛定谔和英国物理学家狄拉克。。
薛定谔(Erwin Schrodinger,1887-1961)1926年提出用波动力学来描述微观粒子的运动,后称薛定谔方程,奠定了波动力学的基础,与狄拉克(Paul Dirac,1902-1984)共获1933年的诺贝尔物理学奖。这些楼主已作详细介绍,无需赘言。
小本票第二枚图像是在两种状态下薛定谔方程的解电子云示意图(左为3d 态,m = 0; 右为2s态);

“电子云”是原子物理学中描述原子中电子在原子核外围各区域所出现的几率的名词。为直观起见,把电子的这种几率分布状况用图像表示时,以不同的浓淡代表几率的大小,其结果如同电子在原子核周围形成云雾,所以称为电子云。
1987年是薛定谔诞生100周年,奥地利发行了楼主在前面所提供的邮票。

第四枚是狄拉克云室电子-正电子对所产生的照片
量子力学当初实际上是由三套马车拉着诞生的:海森堡、薛定谔、狄拉克。尽管当年,狄拉克的知名度似乎不如海森堡和薛定谔,但这个年轻的英国人很快就在量子领域崭露头角。但迄今为止,尚未看到英国发行有关狄拉克的邮票。


  • assistant2008
  • 损则有孚
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感谢丁老精彩的补充


  • 丁夫1927
  • 终日乾乾
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谢谢楼主开启平台
对20世纪20年代那些发现原子结构的天才物理学家们,我是终身难忘的,但对他们的具体事迹已经模糊不清了。这枚小本票买了好几十年,一直置诸高阁,也没有去认真学习研究。这次看到楼主的贴子,邮兴大发,翻了好几本书,总算是有点儿一知半解,这真是要好好谢谢楼主呢!文字内容可能有错,但邮票摆在那儿,可以共享。
另外这本小本票的名称是“诺贝尔奖得主——原子物理学”。


2025-07-17 15:04:21
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  • 大狗尘
  • 损则有孚
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这波科学家真乃神人


  • tanust
  • 终日乾乾
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好帖!


  • 费边
  • 突如其来
    7
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法国发行的莫里斯·德布罗意。这位也是物理学家,但不是那位得过诺贝尔奖的路易·德布罗意。莫里斯是哥哥,路易是弟弟。
法国邮政挺有个性。选择了相对不太出名的哥哥,就是不发得过奖的弟弟。


  • 丁夫1927
  • 终日乾乾
    11
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应该说法国1994年“欧罗巴”邮票发行这枚邮票本身就是纪念路易·德布罗意的。
1994年是德布罗意正式提出“德布罗意波”70周年,在邮票主图上印下公式,在邮票右侧上写明:“1924年,发现路易·德布罗意波(1924,decouvre de l’ond de Louis de Broglie)”。尽管德布罗意的诞辰百年已过,这样地在“欧罗巴”的专题为“科技之年”的1994年发行邮票应该和在1992年他百年之际发行邮票至少是有同等的纪念意义。


  • 丁夫1927
  • 终日乾乾
    11
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看到11楼的邮票后,我觉得我不仅和楼主有缘,而且和11楼邮友有缘。看看我下面发布的邮票就知道了。这四枚邮票和11楼发布的莫里斯·德布罗意的是一套邮票(另外还有一枚物理学、化学专家邮票),是我的一位邮友在邮票市场匀给我的。邮友是一位大学物理老师,他说他需要这枚德布罗意邮票,他说:“我知道你也是学物理的,但是,你现在不从事这方面工作。”当时,这枚邮票在我的手上翻了翻,还给了他。30多年过去了,这四枚邮票没少被我发挥作用,但再没有接触过德布罗意邮票,没想到在这里有机会讨论德布罗意,有机会仔细学习观看这枚德布罗意邮票,真是要谢谢二位了。

下面是四枚邮票的说明及单独图:
法国作家大仲马及其小说《三个火枪手》;

法国作家梅里美(Prosper Mérimée,1803-1870)及其小说《嘉尔曼》中的人物,歌剧《卡门》就是根据此小说改编的(其实是翻译问题,在法文里小说、歌剧名字都是“Carmen”);

法国建筑师德洛尔姆(Philibert de l'Orme,1510-1570)及其为迪安娜(Dianede Poitiers,1500-1566)所建造的阿奈城堡(le château d'Anet);
建筑师勒沃(Louis Le Vau,1612-1670)及其所建造的维康城堡(le château de Vaux-le-Vicomte)。


  • 驿动的心8688
  • 潜龙勿用
    5
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原贴和补充贴都非常精彩,通过邮票了解世界,增长知识是集邮尤其集外邮的重要意义之一。


2025-07-17 14:58:21
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  • 以邮会邮
  • 终日乾乾
    11
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