薛定谔发表的重要论文

他并非哥本哈根学派，也不站在爱因斯坦那边，他是一个波动说的支持者，立场与另外两者都不一样

我只知道他的薛定谔方程是量子力学的基础、核心

薛定谔前期是爱因斯坦这边的，因为他也无法理解量子力学的奇异特性，但是后来被波尔说服了，转而支持量子力学。

在1926年1月份的论文中，建立并用经典力学的哈密顿—雅可比方程和变分方法求解了氢原子的定态薛定谔方程、能级公式，用本征值代替了原来的玻尔—索末菲量子化条件，从而把量子化问题归结为本征值问题，这正是薛定谔建立波动力学的一条具有创造性的主线和突破口；在2月份的论文中，他建立并求解了含时薛定谔方程，还通过经典力学与几何光学的类比阐述了波动力学和波函数的意义；5月、6月发表的论文详细叙述了与时间无关的薛定谔微扰理论和含时间的薛定谔微扰理论。

薛定谔发表的论文

为什么要研究那个变态的理论==在这个理论里面，存在三个主体。一，实验者，你，二，实验对象，猫，三，客观因素，假设是我（取代原子衰变）。现在我有一个盒子，里面装了一只猫，我让你猜那只猫是活的是死的，你猜活的，我就弄死那只猫，你猜是死的，我就让那猫活着出来，当然可以是你认为那只猫是活的，我就让那猫活，你认为那只猫是死的，我就弄死它，而且，这猫也可能不受我影响，突然死了，或者怎么弄也不死。在猫没有从盒子里面拿出来的时候，我们了解到的是，放进盒子的时候，猫是活着的。而把猫拿出来之后，我们也可以确切的知道，猫活着，或者死了这两种结果。可是猫在盒子中的时候，因为你的不确定，还存在我的潜在影响，还有猫自身的未知，整体来说，那只命悬一线的猫，就是一个实验牺牲品，实验不结束，它就可以一直活着，可是实验如果需要结束了，它到底是活着还是死了，就不好说了。所以，在你举例的时候，你考虑到，我手里有一个硬币，让你猜，是有，还是没有，你说你是不确定的，可是你没有考虑到，我可能会根据你的判断，作弊。你可以想象一下，让你猜硬币的人，是刘谦，他在你面前将一枚硬币，放在手里面，然后让你猜，硬币还在不在。首先确定的是，硬币是在你眼前放在他手里面的，在放置的一瞬间，硬币是存在的。可是他把手打开的时候，结果可存在，也可能消失，可能跟你预测的结果，一样，也可能正好相反。薛定谔的猫，是一场允许出千的博弈。而且薛定谔的猫，一般都很强调活体样本的。比如实验题是猫，而不是说。某一个化学反应，如果条件充足，他就能够成功，如果条件不充足，就不能成功，可是在一个潜在条件充足可能性的环境下，我们并不能确切的预见到实验是否成功，我们之知道，实验对象在放置进入那个环境的放置时，他还是他本身，不明确他是不是会随着实验的成功或者失败，状态有所改变。薛定谔的猫，是很强调那只猫的==薛定谔是个大变态，哼。

欧文?薛定谔是奥地利物理学家，理论物理研究者，他提出了波动力学方程。

量子力学有两种不同的数学形式，一种是波动力学，一种是矩阵力学，到了狄拉克发展成为广义相对论的量子力学。1926年3月，薛定谔发现理论是等价的，而1926年，狄拉克用变换理论从矩阵力学导出波动力学，这两个理论的建议者也不再互相敌视，统一的量子力学也确立了。

薛定谔于1887年出生在维也纳。还是一个学生的时候，薛定谔就是十分出色的，充满文学才能的。他学的是物理，但却写诗，而且还出过诗集。

在大学里，有一位老师对薛定谔影响很大。这位老师是玻耳兹曼的继承者，名叫哈泽诺尔，讲课十分出众。薛定谔在哈泽诺尔的影响下，迷上了理论物理。后来，自1921年到1926年，薛定谔在瑞士苏黎士高等工业学校执教6年。在这期间，他提出了波动力学。

他的波动力学方程的出发点是：粒子同时是波。

这个理论是沿着德布罗意的思路向下延续的。当薛定谔看到了爱因斯坦对德布罗意的评价时，得知了“物质波”的概念，他当时正在研究热力学中的统计问题，马上认识到物质波的观点，并且认为粒子就像波动辐射上的泡沫。他基于波动的基础认识波粒二象性。着手研究宏观世界的力学与微观世界的力学。他认为德布罗意尚未指出普遍规律。

后来，德国物理学家德拜指出，要是电子是波的话，应该满足一个关系式，即波动方程。薛定谔开始深入思考方程问题。1925年的时候，薛定谔推出了一个相对论的波动方程，但是与实验结果相比有一定出入。

1926年，薛定谔发表了《量子化作为本征值问题》，提出了氢原子波函数所遵循的著名方程，以微分方程的形式表现出来，人们称为薛定谔方程。薛定谔在这一时期共发表了6篇论文，奠定了波动力学的基础，宣告了量子力学中波动一支的诞生。

薛定谔方程进一步解决了玻尔原子说中的困难，对氢原子的能级也给出了正确的结果。

电子看起来更像脉动的云而不是沿轨道运行的小行星。从数学上看，波动力学的薛定谔方程与海森堡提出的矩阵力学方程等价。

这一点在1926年被薛定谔认识到，也因此使得量子力学两种形式得以贯通。现在的人们根据实际情况选择应该使用的方程。

薛定谔是一个什么样的人呢?

学生们回忆说：他的文学修养很高，是一个真正的哲学家。他语言雅致、概念清晰，有很大的数学天赋。

薛定谔的课程，可以让人从凳子上跳起来拍手称妙、灵光忽现。他经常提出和普通人相反的观点。当时柏林的教授很严肃古板，但是薛定谔却有时穿着网球鞋去上课。

薛定谔的方程对认识和计算原子中的电子状态起了重大作用。他提出无须像玻尔那样假设一系列条件，而根据波动方程处理一些定态问题即可收到良好效果。

薛定谔创建了波动力学，其目的如他自己所说：

“在用波动力学描述代替通常的力学描述时，我们的目的是要得到这样一种理论，它既能处理量子条件在其中不起显著作用的力学现象，也能处理典型的量子现象……因此，在用波动力学代替通常力学时，我们可以一方面把通常力学作为一种近似保留下来，它只对于粗略的‘宏观力学’现象才是有效的。而另一方面，又有那些精细的‘微观力学’现象(原子中电子的运动)，关于这种现象通常的力学完全不能给出任何知识……”

薛定谔方程是波动力学的核心，是反映低速微观物理现象的波动力学的最为基本的方程。

这个方程提供了处理原子结构问题上的系统和定量方法。量子力学是从研究原子结构而引发的，自从卢瑟福——玻尔模型以来，人们不断修正模型并且发展玻尔的量子力学观点，从而形成第一个量子力学系统理论——波动理论。

波动力学方程的地位就好比牛顿运动方程在经典力学中的地位。

1933年，薛定谔获诺贝尔奖。

他后来通过量子力学研究生物学与物理学，使得这一方向上的分子生物学诞生很多人才，1953年DNA双螺旋结构的提出，诞生了真正意义的分子生物学。

百科名片埃尔温·薛定谔奥地利物理学家。概率波动力学的创始人。1887年8月12日生于维也纳，1961 年1 月4日卒于奥地利的阿尔卑巴赫山村。1906 年入维也纳大学物理系学习。1910年获博士学位。毕业后，在维也纳大学第二物理研究所工作，直到1920年以前主要在维也纳大学任教，1921~1927年在苏黎世大学任教，开头几年，他7a686964616fe78988e69d8331333330356337主要研究有关热学的统计理论问题，写出了有关气体和反应动力学、振动、点阵振动(及其对内能的贡献)的热力学以及统计等方面的论文。他还研究过色觉理论，他对有关红绿色盲和蓝黄色盲频率之间的关系的解释为生理学家们所接受。中文名:埃尔温·薛定谔外文名:Erwin Schrodinger国籍:奥地利出生地:维也纳出生日期:1887年8月12日逝世日期:1961 年1 月4日职业:物理学家毕业院校:维也纳大学主要成就:概率量子力学-波动力学的创始人

背景知识什么是薛定谔的猫？这要从头说起。薛定谔（E.Schrodinger ，1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的。例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现。这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我之前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意。果不其然！物理学家争论至今。把一只猫放进一个不透明的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第5节，薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验：哥本哈根派说，没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察，它便处于衰变/不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才会随机的选择一种状态而出现。那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。事情很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器－锤子－毒药瓶”这条因果链，似乎将铀原子的“衰变－未衰变叠加态”与猫的“死－活叠加态”联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪来把猫打死！” 如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，此猫或者死，或者活。这是她的两种本征态。但是，如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，她处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道此猫是死是活。此时，猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道此猫是死是活，她将永远到处于半死不活的叠加态。这与我们的日常经验严重相违，要么死，要么活，怎么可能不死不活，半死半活？薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子所说：“To be or not to be,that was a question."只有当你打开盒子的时候，叠加态突然结束（在数学术语就是“坍缩（collapse）”），哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者活。哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。但是有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩。但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。尽管如此，长期以来物理学家们出于实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根的诠释。付出的代价是：违反了薛定谔方程。这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了。当它们都被锁在箱子里时，因为我们没有观察，所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们打开箱子察看，事情才最终定论：要么猫躺在箱子里死掉了，要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是，当我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态？似乎唯一的可能就是，它和我们的原子一样处在叠加态，这只猫当时陷于一种死/活的混合。一只猫同时又是死的又是活的？它处在不死不活的叠加态？这未免和常识太过冲突，同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论。如果打开箱子出来一只活猫，那么要是它能说话，它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受？恐怕不太可能。换言之，“薛定谔猫”概念的提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论，即平行宇宙之说。薛定谔猫佯谬实际上提出了一个十分重要的问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观有关，而人在箱外，所以必须打开箱子才能决定猫的死活。谁都知道箱中猫的死活是由铀的衰变决定的——衰变前猫是活的，衰变后猫就死了，这与是否有人打开箱子进行观察毫不相干。所以毛病出在观测的主观性上，应该朝这个方向寻根究底。微观的观测与宏观的观测有所不同。宏观的观测对被观测对象没有什么影响。俗话说：“看一眼总行吧。”意思是对所看之物并无影响，用不着担心。微观的观测对被观测对象有影响，会引起变化。以观测电子为例，要用光照才能看见，光的最小单位光子的能量虽小但不是零，光子照到被观测的电子上，对电子的影响很大。所以，在微观世界中看一眼也会惹祸！量子力学认为，观测的结果使得被观测对象的状态改变了：一个确定态从原先不确定的叠加态中蹦了出来。再追究下去，观测无非是观测手段（如光子）与被观测对象（如电子）之间的一种相互作用，这种相互作用并不一定与观测者联系起来，后者可以用检测器之类的仪器代替。经过几十年的探索，物理学家终于认识到：在由叠加态到确定态的转变中，观测曾经扮演的角色应该以相互作用来代替，这样不仅更普遍而且更客观。具体到薛定谔猫佯谬，就能将人的主观因素完全排除——猫的死活不是由人开箱看猫一眼所决定的。读者会说：“不就是一只假想的猫吗，让霍金开枪打死不就完了。”事情并非那么简单，否则许多物理学大师就不会那么孜孜以求了。薛定谔猫佯谬衍生出更深刻的问题：大量原子、分子所构成的生物与这些微观粒子遵从的量子力学规律之间的关系究竟是什么？这不仅是重要的理论问题，而且具有实际意义。例如，自我意识的机制至今仍然是未解之谜，有人认为可能与量子力学或者更深层次的微观规律有关。再如思维过程中的“顿悟”，会不会与前述之“一个确定态就从原先不确定的叠加态中蹦了出来”有关呢？可能有关的还有：生命的起源、物种的变异、光合作用的机制……如此等等。总之，生命的秘密和思维的奥妙不可能与量子力学的规律无关。这就难怪薛定谔后来转而对生命科学很感兴趣了。1946年他写出了著名的《生命是什么》一书，提出了一些很有创见的观点。遗憾的是，在他有生之年，那可怜的箱中之猫依然生死不明。物理学是实验科学，一切要由实验来判定。较早的一批关于“薛定谔猫”的实验是将处于叠加态的单个原子或分子从周围环境中孤立起来，然后以可控制的方法使之相互作用，以观察其变化。结果发现，关键在于环境的相互作用，它导致原先的量子叠加态转变为经典的确定态。但是将这些实验对象当作薛定谔猫是一种极度的简化，单个原子或分子与薛定谔猫相去何止十万八千里。 1996年5月，美国科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所（NIST）的Monroe等人用单个铍离子作成了“薛定谔的猫”并拍下了快照，发现铍离子在第一个空间位置上处于自旋向上的状态，而同时又在第二个空间位置上处于自旋向下的状态，而这两个状态相距80纳米之遥！（1纳米为1米的十亿分之一）——这在原子尺度上是一个巨大的距离。想像这个铍离子是个通灵大师，他在纽约与喜马拉雅同时现身，一个他正从摩天楼顶往下跳伞；而另一个他则正爬上雪山之巅！——量子的这种“化身博士”特点，物理学上称“量子相干性”。在早期的杨氏双缝实验中，单个光粒子即以优美的波粒二象性，轻巧地同时穿过两条狭缝，在观察屏上制造出一幅美丽的明暗相干条纹薛定谔猫是他在1935年提出的关于量子力学的一个佯谬。这些年来许多物理学家绞尽脑汁，试图解开这个佯谬。显然，既死又活的猫是荒谬的。薛定谔想要借此阐述的物理问题是：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理。“薛定谔猫”佯谬巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来，旨在否定宏观世界存在量子叠加态。然而随着量子力学的发展，直到最近经过一系列精巧的实验，这个问题才逐渐有了眉目。2000年7月，《自然》报道了最新的实验结果。这次《自然》报道的实验与上述那些实验不同。纽约州立大学石溪分校弗里德曼（J. R. Friedman）等人拿来做实验的“薛定谔猫”不是单个粒子，而是在接近绝对零度的超导体环形电路中由几十亿对电子构成的超导流。美国国家标准和技术研究所的莱布弗里特等人在最新一期《自然》杂志上称，他们已实现拥有粒子较多而且持续时间最长的“薛定谔猫”态。实验中，研究人员将铍离子每隔若干微米“固定”在电磁场阱中，然后用激光使铍离子冷却到接近绝对零度，并分三步操纵这些离子的运动。为了让尽可能多的粒子在尽可能长的时间里实现“薛定谔猫”态，研究人员一方面提高激光的冷却效率，另一方面使电磁场阱尽可能多地吸收离子振动发出的热量。最终，他们使6个铍离子在50微秒内同时顺时针自旋和逆时针自旋，实现了两种相反量子态的等量叠加纠缠，也就是“薛定谔猫”态。实验证明，这种由大量粒子构成的宏观量子系统也可以处于叠加态——相当于薛定谔猫的“死－活叠加态”。几十亿对电子构成的超导流当然还不能与几亿亿亿个原子构成的猫相比，但较之单个原子分子毕竟前进了一大步。所以有人惊呼：“薛定谔猫变胖了！” 奥地利因斯布鲁克大学的研究人员也在同期《自然》杂志上报告说，他们在8个离子的系统中实现了“薛定谔猫”态，但维持时间稍短。科学家称，“薛定谔猫”态不仅具有理论研究意义，也有实际应用的潜力。比如，多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件，也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。下一步是否拿一只真的猫来做实验呢？不可能！首先是无法将之与周围环境隔离——置于真空中的猫马上会死掉。其次，与接近绝对零度的超导流不同，常温下的猫根本不是宏观量子系统，何来叠加态？而且也没有必要做这样的实验，物理学家根据现有的实验结果，对薛定谔猫为什么不可能有“死－活叠加态”已能作出符合量子力学的解释。

薛定谔的论文发表

埃尔温·薛定谔百科名片埃尔温·薛定谔奥地利物理学家。概率波动力学的创始人。1887年8月12日生于维也纳，1961 年1 月4日卒于奥地利的阿尔卑巴赫山村。1906 年入维也纳大学物理系学习。1910年获博士学位。毕业后，在维也纳大学第二物理研究所工作，直到1920年以前主要在维也纳大学任教，1921~1927年在苏黎世大学任教，开头几年，他主要研究有关热学的统计理论问题，写出了有关气体和反应动力学、振动、点阵振动(及其对内能的贡献)的热力学以及统计等方面的论文。他还研究过色觉理论，他对有关红绿色盲和蓝黄色盲频率之间的关系的解释为生理学家们所接受。中文名:埃尔温·薛定谔外文名:Erwin Schrodinger国籍:奥地利出生地:维也纳出生日期:1887年8月12日逝世日期:1961 年1 月4日职业:物理学家毕业院校:维也纳大学主要成就:概率量子力学-波动力学的创始人目录人物简介人物经历个人档案人物生平趣闻轶事遭遇挑战写出方程浪漫故事性情中人成果及荣誉主要作品四维量子力学社会评价人格形象独到的贡献丰富的思想展开人物简介 Erwin Schr&振动粒子几率化，弦论的量子决定论诠释振动中的量子概率量子力学--波动力学的创始人人物经历薛定谔1887年，8月12日出生于维也纳。 1906年，进入维也纳大学物理系学习。 1910年，取得博士学位，在维也纳大学第二物理研究所工作。 1921年，任瑞士苏黎世大学数学物理学教授。 1926年，证明波动力学与矩阵力学在数学上是等价的。 1927年，接替普朗克到柏林大学担任理论物理学教授，并成为普鲁士科学院院士。 1933年，因纳粹迫害移居英国牛津，在马格达伦学院任访问教授。同年与狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖。晚年定居爱尔兰。 1956年，返回维也纳大学物理研究所，获得奥地利政府颁发的第一届薛定谔奖。 1961年1月4日，病逝于阿尔卑包赫山村。个人档案出生:1887年8月12日出生地:奥地利维也纳逝世:1961年1月4日逝世地:奥地利维也纳研究领域: 物理学，生物学，哲学(最主要的为物理学) 著名成就:薛定谔方程国籍: 奥地利研究机构:弗罗茨瓦夫大学苏黎世大学柏林大学牛津大学格拉茨大学都柏林高级研究学院母校: 维也纳大学博士导师: 弗里德里希·哈泽内尔获奖: 诺贝尔物理学奖(1933年) 人物生平薛定谔(1887 年~1961年)(德文:Erwin Schrdinger; 英文通常写作Erwin Schrodinger)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。 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》，系埃尔温·薛定谔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。1956年回维也纳，任维也纳大学荣誉教授。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。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。薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》,在这篇论文中，他发表了著名的薛定谔猫猜想，为量子力学的发展作出了贡献。埃尔温·薛定谔在后期，薛定谔研究有关波动力学的应用及统计诠释，新统计力学的数学特征以及它与通常的统计力学的关系等问题。他还探讨了有关广义相对论的问题，并对波场做相对论性的处理。此外，他还写出了有关宇宙学问题的一些论著。与爱因斯坦一样，薛定谔在晚年特别热衷的是把爱因斯坦的引力理论推广为一个统一场论，但也没有取得成功。薛定谔对哲学有浓厚的兴趣。早在第一次世界大战期间，他就深入研究过B·斯宾诺莎、A·叔本华、E·马赫、R·西蒙、R·阿芬那留斯等人的哲学著作。晚年，他致力于物理学基础和有关哲学问题的研究，写了《科学和人文主义--当代的物理学》(英文版，1951)等哲学性著作。薛定谔1887年出生于奥地利的维也纳，1906年进入维也纳大学物理系学习，1910年取得博士学位，在维也纳大学第二物理研究所工作。1921年任瑞士苏黎世大学数学物理学教授。1926年，薛定谔证明波动力学与矩阵力学在数学上是等价的。1927年接替普朗克到柏林大学担任理论物理学教授，并成为普鲁士科学院院士。1933年，因纳粹迫害，薛定谔移居英国牛津，在马格达伦学院任访问教授。同年与狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖。薛定谔晚年定居在爱尔兰。1956年，薛定谔返回维也纳大学物理研究所，获得奥地利政府颁发的第一届薛定谔奖。1957年他一度病危。1961年1月4日，他在奥地利的阿尔卑巴赫山村病逝。趣闻轶事遭遇挑战有一天，薛定谔就这一奇特现象作了一个讲座。他受到了一位物理学家同行彼得·德拜(Peter Debye)的挑战，他问薛定谔:如果电子是用波来描述的，那么它们的波动方程是什么? 写出方程自从牛顿创造了微积分，物理学家们得以用微分方程描述波，因此薛定谔将德拜的问题--写出微分方程当成一项挑战。那个月薛定谔外出度假，当回来的时候他已经写出了方程。正如在他之前的麦克斯韦采用法拉第的力场，提炼出了光的麦克斯韦方程;薛定谔采用德布罗意的物质波，提炼出了光子的薛定谔方程。浪漫故事科学史家们作了些努力，试图搜索出薛定谔发现永久改变现代物理学和化学面貌的方程时究竟做了什么。显然，薛定谔是自由之爱的信奉者，并且一直由情人们或者他的妻子陪伴着度假。他甚至保留有一份关于他所有为数众多的情人们的详细日记存档，对每一次相会都精心作了编码。历史学家现在认为，在他发现方程的那个星期，他与他的一位女友住在阿尔卑斯山的赫维格别墅。性情中人作为一名科学家，薛定谔确实有其独特不群之处。简单说来，可关注的至少有三点:首先是他的人格形象。不同于一般的，或者说图式化的科学家形象，据穆尔的传记看来，此公似乎是一位性情中人，或者说一位多情种子，毕生陷于恋情的漩涡与纠葛中。不计青少年时期的情窦初开和数次情感遭遇，即使在33岁那年成婚后，他仍然是激情充溢，外遇不断，其对象既有已婚的研究助手的妻子，也有年方二八的他曾辅导过数学的女中学生，既有闻名遐迩的演员和艺术家，也有年轻的政府职员，而这种浪漫风流一直持续到年逾花甲，并且有不止一个非婚生的孩子。对于每一段情感履历，他都非常投入，并为此创作了不少缠绵的情埃尔温·薛定谔诗。但奇怪的是，生活在维也纳和都柏林这样宗教色彩很浓的地方，他竟然能全然不顾忌传统礼数，认为这是他个人的自由，甚至设想过一妻一妾的生活;而同样令人称奇的是，他与其元配安妮的婚姻历经这种种事端，竟然能白头到老，而且安妮还亲自照料了他非婚生孩子的婴儿期。或许这与安妮自己没有孩子不无关系，但即便如此，这种薛定谔式的爱情，这样的家庭关系，与我们头脑中的科学家形象，恐怕还是会有很大反差，相去甚远的。另一段说明此公惯于我行我素的轶事，是尽管他一贯远离政治，保持距离，但在奥地利格拉茨大学任教时，迫于亲纳粹当局的压力，曾发表声明对自己以往的“不敬”行为表示“忏悔”，结果在当地报纸和《自然》杂志上都刊出了他向纳粹妥协的消息。但当终于逃到英国，面对其他人的问询时，他却又不屑于为自己的行为作任何辩解，认为这纯属他个人的自由，无须为此权宜之计而内疚，反倒令其他科学家颇为尴尬。而在五年前，也同样是他，在纳粹刚刚上台，开始刁难驱逐犹太科学家之时，因不愿与纳粹同流合污，主动辞去了柏林大学理论物理学教授的职位，而为其他科学家所赞赏，因为按照他的雅利安血统，宗教背景和普朗克继承人的学术地位，他当时是完全可以自保其身的。显然，在这种丰富复杂的性格形象面前，通常的政治标签似乎是显得过于苍白简单了。独到的贡献不确定关系-薛定谔方程其人其事如此，其科学上的成就也不乏独特之处。薛定谔于1926年提出其波动方程时已39岁，比起量子力学史上的其他英雄们，可谓是大器晚成(发表他们的第一篇成名论文时，爱因斯坦26岁，玻尔28岁，海森伯24岁，泡利25岁，狄拉克24岁，约当23岁，乌伦贝克和戈德斯密特分别为25和23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[狄拉克也证明了]，令整个物理学界为之震惊。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始作甬者的创新性观念，加以系统的构建和发挥，从而构成第一流的理论:波动力学来自德布洛意，《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。今天，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，却至今依埃尔温·薛定谔然是学界，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迭加态，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。丰富的思想薛定谔猫从薛定谔的“猫悖论”，引出了我们对于他的第三点关注:他的丰富的哲学思想。“猫悖论”反映出在科学哲学层面上，他反对哥本哈根学派，试图用连续的波动图象，重建对微观对象的经典理解，当然，他的尝试并不成功;而在更抽象的形上层次，他则从叔本华那儿接受了古印度的吠檀多哲学，并从这种信仰中去追求自然的统一，追求自我与宇宙精神的统一。他曾先后写作了《生命是什么》《科学与人文主义》，《大自然与希腊人》，《科学理论与人》，《心与物》，《我的世界观》和死后出版的《自然规律是什么》等哲学论著和文集，甚至一度设想过在教书之余，以哲学为主要兴趣，以至于被当代著名物理学家西蒙尼认为“是我们世纪的物理学家中最为引人注目的哲学家”。这样的科学家形象，与当代职业科学家的技术化，工匠化，商业化和平面化趋势相比较，是否也会给我们若干启示呢? 现在的社会就需要我们不断的探索新事物，从而发现更高层次的理论，以更好的建立物理理论大厦。成果及荣誉1901年14岁的薛定谔薛定谔的猫悖论(7张)就已经对物理学有极大的兴趣,据说他关于薛定谔猫猜想就来自于他当时一次虐猫的活动,他把他的构想告诉了老师,但因为过于难以理解被老师痛斥为"令人发指的可怕行为"[1]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。 1937年被授予马克斯·普朗克奖章。 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，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。薛定谔方程图解(6张)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。主要作品薛定谔曾先后写作了《生命是什么》《科学与人文主义》，《大自然与希腊人》，《科学理论与人》，《心与物》，《我的世界观》和死后出版的《自然规律是什么》等哲学论著和文集，甚至一度设想过在教书之余，以哲学为主要兴趣，以至于被当代著名物理学家西蒙尼认为“是我们世纪的物理学家中最为引人注目的哲学家”。四维量子力学膜上的四维量子力学诠释10维或11维的“弦论”-模型图册(4张)类似10维或11维的“弦论”=振动的弦、震荡中的象弦一样的微小物体。霍金膜上四维世界的量子理论的近代诠释(邓宇等，80年代): 相关书籍(8张)振动的量子(波动的量子=量子诡波)=平动微粒子的振动;振动的微粒子;震荡中的象量子(粒子)一样的微小物体。波动量子=量子的波动=微粒子的平动+振动=平动+振动 =矢量和量子诡波的DENG'S诠释:微粒子(量子)平动与振动的矢量和社会评价作为一位科学家，薛定谔确实有其独特不群之处。简单说来，可关注的至少有三点: 人格形象不同于一般的，或者说图式化的科学家形象，据穆尔的传记看来，此公似乎是一位性情中人，或者说一位多情种子，毕生陷于恋情的漩涡与纠葛中。不计青少年时期的情窦初开和数次情感遭遇，即使在33岁那年成婚后，他仍然是激情充溢，外遇不断，其对象既有已婚的研究助手的妻子，也有年方二八的他曾辅导过数学的女中学生，既有闻名遐迩的演员和艺术家，也有年轻的政府职员，而这种浪漫风流一直持续到年逾花甲，并且有不止一个非婚生的孩子。对于每一段情感履历，他都非常投入，并为此创作了不少缠绵的情诗。但奇怪的是，生活在维也纳和都柏林这样宗教色彩很浓的地方，他竟然能全然不顾忌传统礼数，认为这是他个人的自由，甚至设想过一妻一妾的生活;而同样令人称奇的是，他与其元配安妮的婚姻历经这种种事端，竟然能白头到老，而且安妮还亲自照料了他非婚生孩子的婴儿期。或许这与安妮自己没有孩子不无关系，但即便如此，这种薛定谔式的爱情，这样的家庭关系，与我们头脑中的科学家形象，恐怕还是会有很大反差，相去甚远的。显然，在这种丰富复杂的性格形象面前，通常的政治标签似乎是显得过于苍白简单了。独到的贡献不确定关系-薛定谔方程其人其事如此，其科学上的成就也不乏独特之处。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迭加态，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。丰富的思想从薛定谔的“猫悖论”，引出了我们对于他的第三点关注:他的丰富的哲学思想。“猫悖论”反映出在科学哲学层面上，他反对哥本哈根学派，试图用连续的波动图象，重建对微观对象的经典理解，当然，他的尝试并不成功;而在更抽象的形上层次，他则从叔本华那儿接受了古印度的吠檀多哲学，并从这种信仰中去追求自然的统一，追求自我与宇宙精神的统一。这样的科学家形象，与当代职业科学家的技术化，工匠化，商业化和平面化趋势相比较，是否也会给我们若干启示呢? 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我认为猫不存在不死不活的状态，猫只有被毒死和无毒而活两种情况。所谓的不死不活只是人在不打开箱子时的一种主观的不确定性，因为人不知猫是死是活。这并不能决定或改变箱子里的猫死或活的客观事实。以人主观上的不知猫的死活而得出猫处于不死不活的叠加态的客观事实，不妥。

薛定谔的猫论文发表

1. 薛定锷的猫 2. 薛定谔的猫薛定锷的猫薛定谔的猫之意义所在无论一个理论有多么深奥、多么精妙,但是如果什么是薛定谔猫？这要从头说起.薛定谔（E.Schr dinger ,1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，薛定谔猫是他在1935年提出的关于量子力学的一个佯谬[2].这些年来许多物理学家绞尽脑汁，试图解开这个佯谬.直到最近经过一系列精巧的实验，这个问题才逐渐有了眉目.2000年7月，《自然》报道了最新的实验结果. 量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样.处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的.例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现.这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我之前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡.这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通.于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意.果不其然！物理学家争论至今. 薛定谔猫佯谬是一个设计巧妙的理想实验：将一只猫关在箱子里，箱内还置有一小块铀、一个盛有毒气的玻璃瓶，以及一套受检测器控制的、由锤子构成的执行机构.铀是不稳定的元素，衰变时放出射线触发检测器，驱动锤子击碎玻璃瓶，释放出毒气将猫毒死.铀未衰变前，毒气未放出，猫是活的.铀原子在何时衰变是不确定的，所以它处于叠加态.薛定谔挖苦说：在箱子未打开进行观测前，按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死-活叠加态”——既死了又活着！要等有人打开箱子看一眼才能决定猫的生死.这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器-锤子-毒药瓶”这条因果链，似乎将铀原子的“衰变-未衰变叠加态”与猫的“死-活叠加态”联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪来把猫打死！” 薛定谔猫佯谬实际上提出了一个十分重要的问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观有关，而人在箱外，所以必须打开箱子才能决定猫的死活.谁都知道箱中猫的死活是由铀的衰变决定的——衰变前猫是活的，衰变后猫就死了，这与是否有人打开箱子进行观察毫不相干.所以毛病出在观测的主观性上，应该朝这个方向寻根究底. 微观的观测与宏观的观测有所不同.宏观的观测对被观测对象没有什么影响.俗话说：“看一眼总行吧.”意思是对所看之物并无影响，用不着担心.微观的观测对被观测对象有影响，会引起变化.以观测电子为例，要用光照才能看见，光的最小单位光子的能量虽小但不是零，光子照到被观测的电子上，对电子的影响很大.所以，在微观世界中看一眼也会惹祸！量子力学认为，观测的结果使得被观测对象的状态改变了：一个确定态从原先不确定的叠加态中蹦了出来.再追究下去，观测无非是观测手段（如光子）与被观测对象（如电子）之间的一种相互作用，这种相互作用并不一定与观测者联系起来，后者可以用检测器之类的仪器代替.经过几十年的探索，物理学家终于认识到：在由叠加态到确定态的转变中，观测曾经扮演的角色应该以相互作用来代替，这样不仅更普遍而且更客观.具体到薛定谔猫佯谬，就能将人的主观因素完全排除——猫的死活不是由人开箱看猫一眼所决定的. 但是，箱中猫的“死-活叠加态”究竟是怎么一回事呢物理学是实验科学，一切要由实验来判定.较早的一批关于“薛定谔猫”的实验[3,4]是将处于叠加态的单个原子或分子从周围环境中孤立起来，然后以可控制的方法使之相互作用，以观察其变化.结果发现，关键在于环境的相互作用，它导致原先的量子叠加态转变为经典的确定态.但是将这些实验对象当作薛定谔猫是一种极度的简化，单个原子或分子与薛定谔猫相去何止十万八千里. 这次《自然》报道的实验[5]与上述那些实验不同.纽约州立大学石溪分校弗里德曼（J. R. Friedman）等人拿来做实验的“薛定谔猫”不是单个粒子，而是在接近绝对零度的超导体环形电路中由几十亿对电子构成的超导流.实验证明，这种由大量粒子构成的宏观量子系统也可以处于叠加态——相当于薛定谔猫的“死-活叠加态”.几十亿对电子构成的超导流当然还不能与几亿亿亿个原子构成的猫相比，但较之单个原子分子毕竟前进了一大步.所以有人惊呼：“薛定谔猫变胖了！” 下一步是否拿一只真的猫来做实验呢？不可能！首先是无法将之与周围环境隔离——置于真空中的猫马上会死掉.其次，与接近绝对零度的超导流不同，常温下的猫根本不是宏观量子系统，何来叠加态？而且也没有必要做这样的实验，物理学家根据现有的实验结果，对薛定谔猫为什么不可能有“死-活叠加态”已能作出符合量子力学的解释. 读者会说：“不就是一只假想的猫吗，让霍金开枪打死不就完了.”事情并非那么简单，否则许多物理学大师就不会那么孜孜以求了.薛定谔猫佯谬衍生出更深刻的问题：大量原子、分子所构成的生物与这些微观粒子遵从的量子力学规。薛定锷的猫是什么意思什么是薛定谔猫？这要从头说起。薛定谔（E.Schr dinger ,1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的。例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观察测量（观测）时，才在某处出现。这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能；在你看我之前，我像云雾般隐身在家中，穿墙透壁到处游荡。这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。于是薛定谔就编出了这个佯谬，以引起注意。果不其然！物理学家争论至今。实验内容把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第5节，薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验：哥本哈根派说，没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察，它便处于衰变/不衰变的叠加状态中，只有确实地测量了，它才会随机的选择一种状态而出现。那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态。现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串连锁反应，最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。事情很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。这个理想实验的巧妙之处，在于通过“检测器-锤子-毒药瓶”这条因果链，似乎将铀原子的“衰变-未衰变叠加态”与猫的“死-活叠加态”联系在一起，使量子力学的微观不确定性变为宏观不确定性；微观的混沌变为宏观的荒谬——猫要么死了，要么活着，两者必居其一，不可能同时既死又活！难怪英国著名科学家霍金听到薛定谔猫佯谬时说：“我去拿枪来把猫打死！” 薛定谔之猫的疑惑如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，此猫或者死，或者活。这是她的两种本征态。但是，如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，她处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道此猫是死是活。此时，猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道此猫是死是活，她将永远到处于半死不活的叠加态。这与我们的日常经验严重相违，要么死，要么活，怎么可能不死不活，半死半活？薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死-活叠加态”——既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子所说：“To be or not to be,that was a question."只有当你打开盒子的时候，叠加态突然结束（在数学术语就是“坍缩（collapse）”），哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者活。哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。但是有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩。但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。尽管如此，长期以来物理学家们出于实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根的诠释。付出的代价是：违反了薛定谔方程。这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了。自然的推论当它们都被锁在箱子里时，因为我们没有观察，所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态。因为原子的状态不确定，所以猫的状态也不确定，只有当我们打开箱子察看，事情才最终定论：要么猫躺在箱子里死掉了，要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫。问题是，当我们没有打开箱子之前，这只猫处在什么状态？似乎唯一的可能就是，它和我们的原子一样处在叠加态，这只猫当时陷于一种死/活的混合。一只猫同时又是死的又是活的？它处在不死不活的叠加态？这未免和常识太过冲突，同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论。如果打开箱子出来一只活猫，那么要是它能说话，它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受？恐怕不太可能。换言之，“薛定谔猫”概念的提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论，即平行宇宙之说。薛定谔猫佯谬实际上提出了一个十分重要的问题：什么是量子力学的观测？观察或测量都与人的主观。薛定锷的猫是怎么回事？薛定锷的猫是个证明量子叠加态存在的假设，是由薛定锷提出的，假设是：把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。薛定谔的猫是什么意思？一只猫被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。原子核的衰变是随机事件，物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天，则过一天，该元素就少了一半，再过一天，就少了剩下的一半。物理学家却无法知道，它在什么时候衰变，上午，还是下午。当然，物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，猫或者死，或者活。这是它的两种本征态。如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道猫是死是活。此时，猫构成的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道猫是死是活，它将永远处于半死不活的叠加态，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。扩展资料量子力学告诉我们：除非进行观测，否则一切都不是确定的，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。爱因斯坦和少数非主流派物理学家拒绝接受由波尔及其同事创立的理论结果。爱因斯坦认为，量子力学只不过是对原子及亚原子粒子行为的一个合理的描述，这是一种唯象理论，它本身不是终极真理。他说过一句名言：“‘上帝’不会掷骰子。”他不承认薛定谔的猫的非本征态之说，认为一定有一个内在的机制组成了事物的真实本性。薛定谔想要借此阐述的物理问题：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理。“薛定谔猫”佯谬巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来，旨在否定宏观世界存在量子叠加态。然而随着量子力学的发展，科学家已先后通过各种方案获得了宏观量子叠加态。此前，科学家最多使4个离子或5个光子达到“薛定谔猫”态。如何使更多粒子构成的系统达到这种状态并保存更长时间，已成为实验物理学的一大挑战。

薛定谔猫是关于量子理论的一个理想实验. 实验内容：这只猫十分可怜,她（假设这是一只雌性的猫,以引起更多怜悯）被封在一个密室里,密室里有食物有毒药.毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制.如果原子核衰变,则放出α粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,雌猫必死无疑.这个残忍的装置由薛定谔所设计,所以此猫便叫做薛定谔的猫. 薛定谔的倒霉猫薛定谔猫提出原文：薛定谔在1935年发表了一篇论文,题为《量子力学的现状》,在论文的第5节,薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验：哥本哈根派说,没有测量之前,一个粒子的状态模糊不清,处于各种可能性的混合叠加.比如一个放射性原子,它何时衰变是完全概率性的.只要没有观察,它便处于衰变／不衰变的叠加状态中,只有确实地测量了,它才会随机的选择一种状态而出现.那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态.现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置,每当原子衰变而放出一个中子,它就激发一连串连锁反应,最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶,而同时在箱子里的还有一只可怜的猫.事情很明显：如果原子衰变了,那么毒气瓶就被打破,猫就被毒死.要是原子没有衰变,那么猫就好好地活着. 自然的推论：当它们都被锁在箱子里时,因为我们没有观察,所以那个原子处在衰变／不衰变的叠加状态.因为原子的状态不确定,所以猫的状态也不确定,只有当我们打开箱子察看,事情才最终定论：要么猫躺在箱子里死掉了,要么它活蹦乱跳地“喵呜”直叫.问题是,当我们没有打开箱子之前,这只猫处在什么状态?似乎唯一的可能就是,它和我们的原子一样处在叠加态,这只猫当时陷于一种死／活的混合. 一只猫同时又是死的又是活的?它处在不死不活的叠加态?这未免和常识太过冲突,同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论.如果打开箱子出来一只活猫,那么要是它能说话,它会不会描述那种死／活叠加的奇异感受?恐怕不太可能.换言之,薛定谔猫概念的提出是为了解决爱因斯坦的相对论所带来的祖母悖论,即平行宇宙之说. [编辑本段]薛定谔猫疑惑尽管量子论的诞生已经过了一个世纪,其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪.但是量子理论曾经引起的困惑至今仍困惑着人们.正如玻尔的名言：“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑,那他一定没听懂.”薛定谔的猫就是诸多量子困惑中有代表性的一个. 原子核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间.如果一种放射性元素的半衰期是一天,则过一天,该元素就少了一半,再过一天,就少了剩下的一半.但是,物理学家却无法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午.当然,物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是雌猫在上午或者下午死亡的几率. 如果我们不揭开密室的盖子,根据我们在日常生活中的经验,可以认定,雌猫或者死,或者活.这是她的两种本征态.但是,如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫,则只能说,她处于一种活与不活的叠加态.我们只有在揭开盖子的一瞬间,才能确切地知道雌猫是死是活.此时,猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态. 量子理论认为：如果没有揭开盖子,进行观察,我们永远也不知道雌猫是死是活,她将永远到处于半死不活的叠加态.这与我们的日常经验严重相违,要么死,要么活,怎么可能不死不活,半死半活? 薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释,箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着!要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死.（请注意!不是发现而是决定,仅仅看一眼就足以致命!）正像哈姆雷特王子所说：“是死,还是活,这可真是一个问题.”只有当你打开盒子的时候,迭加态突然结束（在数学术语就是“坍缩（collapse）”）,哈姆雷特王子的犹豫才终于结束,我们知道了猫的确定态：死,或者活.哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果,这与我们观测到的结果相符合. 但是有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩.但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩.尽管如此,长期以来物理学家们出于实用主义的考虑,还是接受了哥本哈根的诠释.付出的代价是：违反了薛定谔方程.这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了.

✨编者按：针对于目前大量的灵修，宗教以及商家，偷换量子理论的概念，以达到其目的，特转发张天荣老师的科普系列文章《走进量子纠缠》。本科普系列是想尽量使用通俗的语言，向公众介绍神秘奇妙的‘量子纠缠’。—— 小义子

要认识神秘的量子纠缠，首先要认识神秘的量子现象。

不管是学哪个行业的，大概都听说过奇妙的量子现象。诸如测不准原理啦，薛定谔的猫之类的，在日常生活中看起来匪夷所思的现象，却是千真万确存在于微观的量子世界中。

许多人将听起来有些诡异的量子理论视为天书，从而敬而远之。有人感叹说：“量子力学，太不可思议了，不懂啊，晕！”

不懂量子力学，听了就晕，那是非常正常的反应。听听诺贝尔物理学奖得主，大物理学家费曼的名言吧。费曼说：“我想我可以有把握地讲，没有人懂量子力学！” 量子论的另一创始人玻尔（Niels Bohr）也说过：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”既然连费曼和玻尔都这样说，我等就更不敢吹牛了。

因此，我们暂时不要奢望‘懂得’量子力学。此一系列文章的目的是让我们能够多‘了解’、多认识一些量子力学。因为量子力学虽然神秘，却是科学史上最为精确地被实验检验了的理论，量子力学经历了100多年的艰难历史，发展至今，可说是到达了人类智力征程上的最高成就。身为现代人，如果不曾‘了解’一点点量子力学，就如同没有上过因特网，没有写过email一样，可算是人生的一大遗憾啊。

刚才提及量子现象时，说到了‘薛定谔的猫’，我们的讨论可由此开始。

薛定谔（E.Schr dinger ，1887—1961）是奥地利著名物理学家、量子力学的创始人之一，曾获1933年诺贝尔物理学奖，量子力学中描述原子、电子等微观粒子运动的薛定谔方程，就是以他而命名的。

那么，首先我们需要了解，什么是‘叠加态’？

根据我们的日常经验，一个物体某一时刻，总会处于某个固定的状态。比如我说：女儿现在‘在’客厅里，或是说：女儿现在‘不在’客厅里。要么在，要么不在，两种状态，必居其一。然而，在微观的量子世界中，情况却有所不同。微观粒子可以处于一种所谓‘叠加态’的状态中，这种状态是不确定的。例如，电子可以同时位于两个不同的地点：A和B，也就是说，电子既在A，又不在A。电子的状态是‘在’和‘不在’，两种状态按一定几率的叠加。电子的这种混合状态，叫做‘叠加态’。

聪明的读者会说：“女儿此刻‘在’或‘不在’客厅，看一眼就清楚了。电子在A，或是不在A，测量一下不就知道了吗？”说得没错，当我们对电子的状态进行‘测量’时，电子的‘叠加态’不复存在，而是‘坍缩’到‘在A’，或是‘不在A’，两个状态的其中之一。但是，微观与宏观之不同，是在于观测之前。女儿在不在客厅，观测之前已成事实，并不以‘看’或‘不看’而转移。而微观电子坍缩前的状态，并无定论，直到测量它，才因坍缩而确定。这是微观世界中量子叠加态的奇妙特点。

尽管量子现象显得如此神秘。然而，量子力学的结论却早已在诸多方面被实验证实，被学术界接受，在各行各业还得到各种应用，量子物理学对我们现代日常生活的影响无比巨大。以其为基础而产生的电子学革命及光学革命将我们带入了如今的计算机信息时代。可以说，没有量子力学，就不会有今天所谓的‘高科技’产业。

如何解释量子力学的基本理论，仍然是见仁见智，莫衷一是。这点也曾经深深地困扰着它的创立者们，包括伟大的爱因斯坦。微观叠加态的特点与宏观规律如此不同，物理学家如薛定谔也想不通。于是，薛定谔在1935年发表了一篇论文，题为《量子力学的现状》，在论文的第5节，薛定谔编出了一个‘薛定谔猫’的理想实验，试图将微观不确定性变为宏观不确定性，微观的迷惑变为宏观的佯谬，以引起大家的注意。果不其然！物理学家们对此佯谬一直众说纷纭、争论至今。

以下是‘薛定谔猫’的实验描述。

把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后把这个盒子连接到一个装置，其中包含一个原子核和毒气设施。设想这个原子核有50%的可能性发生衰变。衰变时发射出一个粒子，这个粒子将会触发毒气设施，从而杀死这只猫。根据量子力学的原理，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，因此，那只可怜的猫就应该相应地处于‘死’和‘活’ 的叠加态。非死非活，又死又活，状态不确定，直到有人打开盒子观测它。

实验中的猫，可类比于微观世界的电子（或原子）。在量子理论中，电子可以不处于一个固定的状态（0或1），而是同时处于两种状态的叠加（0和1）。如果把叠加态的概念用于猫的话，那就是说，处于叠加态的猫是半死不活、又死又活的。

量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，薛定谔的猫的状态是‘死’与‘活’的叠加。此猫将永远处于同时是死又是活的叠加态。这与我们的日常经验严重相违。一只猫，要么死，要么活，怎么可能不死不活，半死半活呢？别小看这一个听起来似乎荒谬的物理理想实验。它不仅在物理学方面极具意义，在哲学方面也引申了很多的思考。

谈到哲学，聪明的读者又要笑了，因为在古代哲学思想中，不凡这种似是而非、模棱两可的说法。这不就是辩证法的思想吗？你中有我，我中有你，一就是二，二就是一，合二而一，天人合一，等等等等，如此而已。

此话不假，因此才有人如此来比喻‘薛定谔的猫’：男女在开始恋爱前，不知道结果是好或者不好，这时，可以将恋爱结果看成好与不好的混合叠加状态。如果你想知道结果，唯一的方法是去试试看，但是，只要你试过，你就已经改变了原来的结果了！

无论从人文科学的角度，如何来诠释和理解‘薛定谔的猫’，人们仍然觉得量子理论听起来有些诡异。有读者可能会说：“你拉扯了半天，我仍然不懂量子力学啊！”

还好，刚才我们已经给读者打了预防针，不是吗？没有人懂量子力学，包括薛定谔自己在内！薛定谔的本意是要用‘薛定谔猫’这个实验的荒谬结果，来嘲笑哥本哈根学派对量子力学，对薛定谔方程引进的‘波函数’概念的几率解释，但实际上，这个假想实验使薛定谔自己，站到了自己奠基的理论的对立面上，难怪有物理学家调侃地说到薛定谔：“薛定谔不懂薛定谔方程！”

到此为止，我们解释了半天‘薛定谔猫’实验的来龙去脉，却只字未提薛定谔的女朋友之事。再此赶快补上这段八卦，以免使读者大失所望。

薛定谔应该具有超凡的个人魅力，风流倜傥，女友无数。要不然怎么会触动舞台剧编导、纽约剧作家马修韦尔斯的灵感，写出了一部‘薛定谔的女朋友’的舞台剧呢？

以下是这个舞台剧2001-2003年在旧金山和纽约演出时的剧照和海报。

《薛定谔的女朋友》是关于爱，性，和量子物理学的一部另类浪漫喜剧。剧作家马修韦尔斯本人，并没有受过超出高中课程的科学教育，但却痴迷于物理学的神秘。他说：”我永远无法进入数学，但我发现它背后的概念，视觉和类比，是如此地引人入胜！”

舞台剧中有这么一段饶有趣味的话：“到底是波动-粒子的二象性难一点呢，还是老婆-情人的二象性更难？”据说薛定谔有很多情妇，也有不少私生子，身边不乏红颜知己。薛定谔的女友和薛定谔的猫一样不确定，薛定谔的婚姻爱情观和他的物理理论一样，不同凡响。据说，薛定谔是个‘多情种子’类的人物，他的情妇虽然多，但他每爱一个女人时，都是真心实意地。也许我们可以用量子力学的语言来作个比喻：薛定谔的感情和性生活，总是处于一个包括很多本征态的复杂叠加态中。一定时期，叠加态‘坍缩’到某个本征态，薛定谔便投入一个女友的怀抱。

但是，在薛定谔众多女友中，有一位很不一般的神秘女人，正是她，成为了这部舞台剧的女主人公。

在1925年圣诞节前，薛定谔像往年一样，来到美丽的、白雪皑皑的阿尔卑斯山上度假，但这次陪伴他的不是太太安妮，而是一位来自维也纳的神秘女友。薛定谔的这位女友神秘莫测，直到八十多年后的今天，也无人考证出她的身份来历。她不是考证者已知的薛定谔情妇中的任何一位。无论如何，在这对情侣共度佳期的时期内，这位神秘女郎极大地激发了薛定谔的灵感，使得他令人惊异地始终维持着一种极富创造力和洞察力的状态。因此，物理学家们说，薛定谔的伟大工作是在他生命中一段情欲极其旺盛的时期内作出的。薛定谔自己也不否认这点，他认为，通过观看这个引人注目的女人，他找到了困惑科学界波/粒二象性看似矛盾的关键。果然，之后的一年内，薛定谔接连不断地发表了六篇关于量子力学的主要论文，提出了著名的薛定谔方程。因此，在享受量子力学带给我们辉煌灿烂的科技成果的今天，我们也应该感谢这位神秘女郎的贡献。

综上所述，是‘薛定谔的神秘女友’，激发了薛定谔天才的想象力和灵感，使其建立了微观世界中粒子的波函数所遵循的薛定谔方程。然后，薛定谔不同意哥本哈根派对波函数的解释，设计了‘薛定谔的猫’的思想实验。用薛定谔自己的话来说，他要用这个“恶魔般的装置”，让人们闻之色变。薛定谔说：看吧，如果你们将波函数解释成粒子的几率波的话，就会导致一个既死又活的猫的荒谬结论。因此，几率波的说法是站不住脚的！

这只猫的确令人毛骨悚然，相关的争论一直持续到今天。连当今伟大的物理学家霍金也曾经愤愤地说：“当我听说薛定谔的猫的时候，我就跑去拿枪，想一枪把猫打死！”

在宏观世界中，既死又活的猫不可能存在，但许多许多实验都已经证实了微观世界中叠加态的存在。总之，通过薛定谔的猫，我们认识了叠加态，以及被测量时叠加态的坍缩。

叠加态的存在，是量子力学最大的奥秘，是量子现象给人以神秘感的根源，是我们了解量子力学的关键。

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薛定谔发表的方程论文

薛定谔于1926年1月、2月、5月和6月接连在德国《物理学纪事》上发表了一组4篇题为《作为本征值问题的量子化》的论文，最后一篇是在6月22日左右送到杂志社的。这4篇论文建立了完整的波动力学。