科学史上，世人称他为“情圣”，和情妇热恋的那 5 个月时光，写下最重要的 6 篇论文

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科学史上，世人称他为“情圣”，和情妇热恋的那 5 个月时光，写下最重要的 6 篇论文，

大家都相信：没有这些情人，他肯定得不了诺贝尔奖！

原创 Masir123 科学羊 2024-05-28 07:18 广东

大家好，我是科学羊，这里是物理学专栏第 10 季之第 8 篇，今天我们继续谈物理话题。

本篇我们要讲一个大家众所周知的人物，就算你不知道这个人，但你一定见过下面这个图。


选读：「把一只猫、放在装有氰化氢气体的玻璃烧瓶和镭 225 物质放进封闭的盒子里。当盒子内的监控器侦测到衰变粒子时，就会打破烧瓶，杀死这只猫。根据量子力学诠释，在实验进行一段时间后，猫会处于又活又死的叠加态。这事实引起一个谜题：到底量子叠加是在什么时候终止，并且坍缩成两种可能状态中的一种状态？」

没错，他就是薛定谔，其真名是——埃尔温·鲁道夫·约瑟夫·亚历山大·薛定谔（Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger ，1887 年 8 月 12 日 — 1961 年 1 月 4 日）

这个人，可有意思了呢，之前还没发现，后来阅读了他的一些故事之后才发现还真是个人才！

首先，薛定谔，这个名字在不同人群中引起的联想各不相同。

文科生知晓“薛定谔的猫”，那个半死半活的猫咪实验（上图），而理科生熟悉“薛定谔方程”，量子力学的基石方程。

另外，科学史学家们则津津乐道于他的风流韵事，生物学家们则从他的科普书《生命是什么》中汲取灵感。

那么，他到底是个什么样的人呢？以及他的《生命是什么》为什么请继续往下看。

01 薛定谔的伟业


埃尔温·薛定谔

首先，在物理学界，他是量子力学的奠基人！得过 1933 年诺贝尔物理学奖项。

1926 年，他发表了描述波动力学的论文，提出了薛定谔方程，这一方程成为量子力学的核心。

然而，令人意外的是，薛定谔后来对量子力学的发展持反对态度，他认为这种理论过于抽象，无法解释现实世界的本质。

当然，这是后话，并不是本篇的重点。


《生命是什么》（What Is Life ? Mind and Matter）一书 1948 年英文原版扉页

02 《生命是什么》：从物理学到生物学的桥梁

其实，薛定谔不仅在物理学上有卓越贡献，他的科普书《生命是什么》也为生物学的发展奠定了基础。

这本书不简单！最牛的地方就是——薛定谔居然用物理规律预测了 DNA 分子结果的存在，要知道这是在他预测 10 年后才被人发现的物质。

而且听说这本书不到 100 页，但是你要去读它，可能要花点功夫了，讲了什么呢？

在这本书中，薛定谔提出了一些重要的见解：

X 射线与果蝇实验：薛定谔通过实验发现，尽管 X 射线只能影响很少一部分原子，但经过 X 射线照射的果蝇会出现身体残缺，这表明只有很少的一部分原子决定了生物的形状。

遗传性状的原子分布：他指出，影响生物遗传性状的原子大约集中在边长为 300 埃「一埃是十分之一纳米（即 1 A = 10^-10 米 = 0.1 纳米）」的立方体内，这个立方体包含了 100 万至 337 万个原子。

这些原子通过某种特殊的结构保持稳定，不会因为热运动的涨落而失去形态。

统计学与生命体稳定性：根据物理定律中的根号 n 定律，一个系统中微小粒子的数量如果为 n ，那么在统计这些粒子数量时会有根号 n 数量级的误差。

对于百万个原子数量级的结构，误差为千分之一，这远不足以维持生命体的稳定性。

熵与生命：薛定谔提出，生命体以“负熵”为生，大家知道“熵”是组成系统的大量粒子无序层次。

这些粒子分布的越分散，越没有次序，熵就越大！而粒子排序越标准，那么熵就越低。

任何封闭系统内，熵，总是自发的增加，而且不可逆。

薛定谔这本书里谈到，一个生命体可以生存，没有衰退的本质，不是因为新城代谢，和外界交换元素而活下来的。

因为一个成年的有机体他所含有的能量其实跟他所含有的物质是一样多的，没用什么交换的意义！

既然都是固定不变的，那么任何一个卡路里跟另外一个卡路里的价值也是一样的，所以你就不能认为能量的交换有什么作用。

所以，我们吃的食物里头应该包含了一种什么样宝贵的东西能使我们免于死亡。

那就是在自然界中进行的每一件事每一个过程中在它正在发生的那一小部分世界中的熵在不可逆的增加。

所以，一个生命有机体在不断的增加它的熵，这个熵还在不断的接近最大的值。那就是死亡！


熔冰——增熵的经典例子，1862 年被鲁道夫·克劳修斯描写为冰块中分子分散性的増加

生命体的新陈代谢不是物质也不是能量，而是吸收负熵。耗散结构能够提供吸收负熵的能力，从而维持生命体的稳定。

量子力学的发展直接促成了分子生物学的诞生。

1940 年以前的生物学主要研究植物的性状和分类，重要理论仅有达尔文的进化论，整个学科缺乏定量描述的系统。



薛定谔的《生命是什么》出版后，吸引了卡文迪许实验室的克里克注意。

克里克因此转向生物学研究，并最终用 X 射线衍射图像分析出 DNA 双螺旋结构。

这一发现揭示了遗传性状的稳定性，从此生物学和物理学紧密结合，有了一套系统的理论支撑。

03 薛定谔的情史



薛定谔不仅在科学领域取得了巨大的成就，他的感情生活也充满了传奇色彩。

薛定谔有一个好习惯，就是会做记录，记啥？记小姐姐们恩爱的故事，所以才挖出以下这么多...

青涩初恋：25 岁的薛定谔追求邻家 15 岁的小妹妹，结果因为薛定谔太穷被小妹妹的母亲给拒绝，于是薛定谔一度想放弃学业从商赚钱，被父亲阻止。

因为他爸就是因为没有钱所以放弃了学业，他可不想让自己儿子走和他一样的道路。

与安妮的爱情：和小妹妹分手几个月后，薛定谔遇到了 16 岁安妮，两人一见钟情，6 年后订婚。

婚后仅一年多时间里，他们的感情生活还算稳定，主要是因为当时奥地利经济崩溃，生活极为困难。

婚后的波澜：搬家到瑞士苏黎世后，薛定谔的感情生活变得复杂。他在学术圈的声名鹊起，与此同时，他的绯闻也不断。安妮也开始了婚外恋。

奇迹年：1925 年底到 1926 年初的 5 个月，被称为薛定谔的“奇迹年”。

他频繁与老情人幽会，但也在这段时间里，完成了波动力学的论文，写下了薛定谔方程。


薛定谔方程（ 是表征波函数总能量的哈密顿算符，Ψ 是物理系统的波函数，i 是虚数单位， 是约化普朗克常数， 是对于时间 t 的偏微分）

师生恋：薛定谔在给妻子朋友的女儿辅导数学时，爱上了这个年仅 14 岁的女孩，并在她 17 岁时发生性关系，20 岁时对方怀孕不得不流产。

再度出轨：1929 年，薛定谔回到奥地利演讲，住在因斯布鲁克大学一位物理学家的家中，又爱上了对方的妻子，并成功追求到手。

战时情事：二战期间，薛定谔带着妻子、情人和私生女逃往都柏林，四人一起生活。

不过，在都柏林期间，他又先后与当地两位女性又生下私生女。

晚年的平静：60 岁后，薛定谔的情史终于结束，他与安妮互相谅解，共度余生。

04 总结

薛定谔的一生充满了传奇，他不仅是量子力学的奠基人之一，还通过《生命是什么》将物理学的思维带入生物学领域，促进了分子生物学的诞生。

他的情史同样令人瞩目，充满了戏剧性与复杂性。无论是在科学领域还是在个人生活中，薛定谔都展现了他独特的魅力和卓越的智慧。

他的故事，既是一位伟大科学家的奋斗史，也是一段多姿多彩的人生篇章。

好，今天就先这样啦～

祝幸福～

参考文献

[1].https://www.dedao.cn/course/arti ... kXW6b1JelBz2D5ZO8aN

科学羊 2024/05/28