薛定谔，按照某种流行的说法，属于那种“多情种子”。他邀请别人来做他的助手，其实

    却是看上了他的老婆。这个女人（hilde march）后来为他生了一个女儿，令人惊奇的是

    ，安妮却十分乐意地照顾这个婴儿。薛定谔和这两个女子公开同居，事实上过着一种一妻

    一妾的生活（这个妾还是别人的合法妻子），这过于惊世骇俗，结果在牛津和普林斯顿都

    站不住脚，只好走人。他的风流史还可以开出一长串，其中有女学生、演员、ol，留下了

    若干私生子。但薛定谔却不是单纯的欲望的发泄，他的内心有着强烈的罗曼蒂克式的冲动

    ，按照段正淳的说法，和每个女子在一起时，却都是死心塌地，恨不得把心掏出来，为之

    谱写了大量的情诗。我希望大家不要认为我过于八卦，事实上对情史的分析是薛定谔研究

    中的重要内容，它有助于我们理解这位科学家极为复杂的内在心理和带有个人色彩的独特

    性格。

    最最叫人惊讶的是，这样一个薛定谔的婚姻后来却几乎得到了完美的结局。尽管经历了种

    种风浪，穿越重重险滩，他和安妮却最终白头到老，真正像在誓言中所说的那样：to

    have and to hold, in sickness and in health, till death parts us。在薛定谔生命

    的最后时期，两人早已达成了谅解，安妮说：“在过去41年里的喜怒哀乐把我们紧紧结合

    在一起，这最后几年我们也不想分开了。”薛定谔临终时，安妮守在他的床前握住他的手

    ，薛定谔说：“现在我又拥有了你，一切又都好起来了。”

    薛定谔死后葬在alpbach，他的墓地不久就被皑皑白雪所覆盖。四年后，安妮玛丽?薛定谔

    也停止了呼吸。

    上帝掷骰子吗——量子物理史话（6-3）

    版权所有：castor_v_pollux 原作   提交时间：2003-11-03 22:00:50

    第六章 大一统

    三

    1926年中，虽然矩阵派和波动派还在内心深处相互不服气，它们至少在表面上被数学所统

    一起来了。而且，不出意外地，薛定谔的波动方程以其琅琅上口，简明易学，为大多数物

    理学家所欢迎的特色，很快在形式上占得了上风。海森堡和他那诘屈聱牙的方块矩阵虽然

    不太乐意，也只好接受现实。事实证明，除了在处理关于自旋的几个问题时矩阵占点优势

    ，其他时候波动方程抢走了几乎全部的人气。其实吗，物理学家和公众想象的大不一样，

    很少有人喜欢那种又难又怪的变态数学，既然两种体系已经被证明在数学上具有同等性，

    大家也就乐得选那个看起来简单熟悉的。

    甚至在矩阵派内部，波动方程也受到了欢迎。首先是海森堡的老师索末菲，然后是建立矩

    阵力学的核心人物之一，海森堡的另一位导师马科斯?波恩。波恩在薛定谔方程刚出炉不

    久后就热情地赞叹了他的成就，称波动方程“是量子规律中最深刻的形式”。据说，海森

    堡对波恩的这个“叛变”一度感到十分伤心。

    但是，海森堡未免多虑了，波恩对薛定谔方程的赞许并不表明他选择和薛定谔站在同一条

    战壕里。因为虽然方程确定了，但怎么去解释它却是一个大大不同的问题。首先人们要问

    的就是，薛定谔的那个波函数ψ（再提醒一下，这个希腊字读成psai），它在物理上代表

    了什么意义？

    我们不妨再回顾一下薛定谔创立波动方程的思路：他是从经典的哈密顿方程出发，构造一

    个体系的新函数ψ代入，然后再引用德布罗意关系式和变分法，最后求出了方程及其解答

    ，这和我们印象中的物理学是迥然不同的。通常我们会以为，先有物理量的定义，然后才

    谈得上寻找它们的数学关系。比如我们懂得了力f，加速度a和质量m的概念，之后才会理

    解f=ma的意义。但现代物理学的路子往往可能是相反的，比如物理学家很可能会先定义某

    个函数f，让f＝ma，然后才去寻找f的物理意义，发现它原来是力的量度。薛定谔的ψ，

    就是在空间中定义的某种分布函数，只是人们还不知道它的物理意义是什么。

    这看起来颇有趣味，因为物理学家也不得不坐下来猜哑谜了。现在让我们放松一下，想象

    自己在某个晚会上，主持人安排了一个趣味猜谜节目供大家消遣。“女士们先生们，”他

    兴高采烈地宣布，“我们来玩一个猜东西的游戏，谁先猜出这个箱子里藏的是什么，谁就

    能得到晚会上的最高荣誉。”大家定睛一看，那个大箱子似乎沉甸甸的，还真像藏着好东

    西，箱盖上古色古香写了几个大字：“薛定谔方程”。

    “好吧，可是什么都看不见，怎么猜呢？”人们抱怨道。“那当然那当然。”主持人连忙

    说，“我们不是学孙悟空玩隔板猜物，再说这里面也决不是破烂溜丢一口钟，那可是货真

    价实的关系到整个物理学的宝贝。嗯，是这样的，虽然我们都看不见它，但它的某些性质

    却是可以知道的，我会不断地提示大家，看谁先猜出来。”

    众人一阵鼓噪，就这样游戏开始了。“这件东西，我们不知其名，强名之曰ψ。”主持人

    清了清嗓门说，“我可以告诉大家的是，它代表了原子体系中电子的某个函数。”下面顿

    时七嘴八舌起来：“能量？频率？速度？距离？时间？电荷？质量？”主持人不得不提高

    嗓门喊道：“安静，安静，我们还刚刚开始呢，不要乱猜啊。从现在开始谁猜错了就失去

    参赛资格。”于是瞬间鸦雀无声。

    “好。”主持人满意地说，“那么我们继续。第二个条件是这样的：通过我的观察，我发

    现，这个ψ是一个连续不断的东西。”这次大家都不敢说话，但各人迅速在心里面做了排

    除。既然是连续不断，那么我们已知的那些量子化的条件就都排除了。比如我们都已经知

    道电子的能级不是连续的，那ψ看起来不像是这个东西。

    “接下来，通过ψ的构造可以看出，这是一个没有量纲的函数。但它同时和电子的位置有

    某些联系，对于每一个电子来说，它都在一个虚拟的三维空间里扩展开去。”话说到这里

    好些人已经糊涂了，只有几个思维特别敏捷的还在紧张地思考。

    “总而言之，ψ如影随形地伴随着每一个电子，在它所处的那个位置上如同一团云彩般地

    扩散开来。这云彩时而浓厚时而稀薄，但却是按照某种确定的方式演化。而且，我再强调

    一遍，这种扩散及其演化都是经典的，连续的，确定的。”于是众人都陷入冥思苦想中，

    一点头绪都没有。

    “是的，云彩，这个比喻真妙。”这时候一个面容瘦削，戴着夹鼻眼睛的男人呵呵笑着站

    起来说。主持人赶紧介绍：“女士们先生们，这位就是薛定谔先生，也是这口宝箱的发现

    者。”大家于是一阵鼓掌，然后屏息凝神地听他要发表什么高见。

    “嗯，事情已经很明显了，ψ是一个空间分布函数。”薛定谔满有把握地说，“当它和电

    子的电荷相乘，就代表了电荷在空间中的实际分布。云彩，尊敬的各位，电子不是一个粒

    子，它是一团波，像云彩一般地在空间四周扩展开去。我们的波函数恰恰描述了这种扩展

    和它的行为。电子是没有具体位置的，它也没有具体的路径，因为它是一团云，是一个波

    ，它向每一个方向延伸——虽然衰减得很快，这使它粗看来像一个粒子。女士们先生们，

    我觉得这个发现的最大意义就是，我们必须把一切关于粒子的假相都从头脑里清除出去，

    不管是电子也好，光子也好，什么什么子也好，它们都不是那种传统意义上的粒子。把它

    们拉出来放大，仔细审视它们，你会发现它在空间里融化开来，变成无数振动的叠加。是

    的，一个电子，它是涂抹开的，就像涂在面包上的黄油那样，它平时蜷缩得那么紧，以致

    我们都把它当成小球，但是，这已经被我们的波函数ψ证明不是真的。多年来物理学误入

    歧途，我们的脑袋被光谱线，跃迁，能级，矩阵这些古怪的东西搞得混乱不堪，现在，是

    时候回归经典了。”

    “这个宝箱，”薛定谔指着那口大箱子激动地说，“是一笔遗产，是昔日传奇帝国的所罗

    门王交由我们继承的。它时时提醒我们，不要为歪门邪道所诱惑，走到无法回头的岔路上

    去。物理学需要改革，但不能允许思想的混乱，我们已经听够了奇谈怪论，诸如电子像跳

    蚤一般地在原子里跳来跳去，像一个完全无法预见自己方向的醉汉。还有那故弄玄虚的所

    谓矩阵，没人知道它包含什么物理含义，而它却不停地叫嚷自己是物理学的正统。不，现

    在让我们回到坚实的土地上来，这片巨人们曾经奋斗过的土地，这片曾经建筑起那样雄伟

    构筑的土地，这片充满了骄傲和光荣历史的土地。

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