薛定谔：爱情、方程、及其猫

薛定谔：爱情、方程、及其猫

胡新和

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　　说起薛定谔（Erwin Schrdinger，1887－1961）的名字，学过现代物理和化学的人大概都不陌生，因为用他的名字所命名的量子力学基本方程，在描述原子之类的微观物体的运动中的作用，堪与经典力学中的牛顿定律相媲美；但对大多数人而言，这种了解或许也仅限于此，关于他的生平，其他成就，思
想等等进一步的信息，恐怕就知者寥寥了。说起来也难怪，20世纪初的物理学革命中，的确可以说是大师辈出，高手如林，群星璀灿，哪怕仅仅是稍逊一筹就有可能被爱因斯坦、玻尔等巨星或偶像的光环所遮掩。



　　然而，薛定谔毕竟非等闲之辈，而是一位在20世纪物理学进展中起过重大作用，获取过诺贝尔物理奖的重量级科学家，至今辞世也刚40周年。人们并没有淡忘他。证据之一，就是摆放在我案前的两本书。这两本书都出版于今年，一本是中国对外翻译出版公司版的沃尔特·穆尔所著的《薛定谔传》，此书依据作者1994年版本译出，而这个版本为作者1989年所著的500余页的《薛定谔——生平与思想》一书的缩写本，应当说有相当的权威性；另一本是海南版的约翰·格利宾所著《寻找薛定谔的猫——量子物理和真实性》，为作者内容相近的两本书的合编本。除此之外，据说上海科技版的《薛定谔哲学文集》也将于近期问世，为薛定谔的两本哲学代表作《科学与人文主义》和《大自然与希腊人》合译本。一时间，似乎薛定谔也冷不丁地火了一把。 　　

性情中人



　　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：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



　　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的等价，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



　　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《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？



　　早在45年前，制定我国“12年科学发展远景规划”时，薛定谔就与其他著名科学家一起进入了当时的研究视野。此后，国内先后翻译过他的《波动力学的四次演讲》，《统计热力学》，《生命是什么》等科学著作，笔者也曾就其科学成就与哲学思想写过一些文章和人物传记，但对于他的人生和思想的全方位和立体的展现，还得归功于这两本书。我们应当感谢当前出版界势头正旺的科普春风，感谢译者和出版社的努力。当然，已出的这两本书在译校方面也不同程度地存在一些问题，如译名上不够规范，诸如狭义相对论，常规科学和科学革命，范式转换这样的名词，朗之万，阿芬那留斯，费曼，吉布斯这样的人名，以及加州理工学院和《科学革命的结构》这样的校名和书名，应当是已有约定和形成规范的，不应再任意译出，如有可能再版的话，希望能作校正，。