埃尔温·薛定谔

2024-07-06

中年

1914 年,薛定諤取得了特許任教資格(venia legendi)。薛定諤在1914年至1918年參加了第一次世界大戰。此後在耶拿大學、斯圖加特大學、布雷斯勞大學和蘇黎世大學教書。特別是在蘇黎世大學他所擔任的理論物理學的教授以前曾由愛因斯坦和馬克斯·馮·勞厄擔任過。在這裡他提出了著名的薛定諤方程,創立了波動力學學說用以來描述量子力學。

1920年4月6日他同安娜瑪麗·貝特爾(Annemarie Bertel)結婚。在同一年,薛丁格在耶拿成為馬克斯·維恩(英語:Max Wien)的助理,並在1920年9月成為了副教授(ausserordentlicher Professor,ao. Prof.)。1921年,在布雷斯勞(今弗羅次瓦夫)他成為正教授(ordenticher Professor,o. Prof.)。

1921年,他搬到了蘇黎世大學。1926年1月,薛丁格在物理年鑑發表文章「以特徵值問題處理量子化理論」(Quantisierung als Eigenwertproblem)來處理波動力學,並引入了現在稱之為薛丁格方程式。在本文中,他「推導」了不含時的波動方程,並證明它正確地給出了類氫原子的能量特徵值。本文被視二十世紀最重要的成就之一,創造出量子力學的革命,並延伸到物理及化學的各個領域。第二篇文章在四個星期後發表,給出了量子諧振子、剛體及雙原子分子的解,並給出了薛丁格方程式一個新的推導方式。在五月發表的第三篇文章中,薛丁格證明了他的做法等價於海森堡,並處理了斯塔克效應。第四篇文章說明了如何處理隨時間變化的系統,例如散射問題。在此論文中,為了避免四次及六次的微方項,薛丁格引入了波動方程的複數解(量子力學可說是從此由實轉複)。在引入了複數後,神奇的事發生了,波動方程的一切就在他腳邊。(他最終將微方項的次數降為一) [10]這些文章在物理界被公認為意義重大,對他的職業生涯和成就具有重大的意義。薛丁格本人並不太喜歡量子理論的意涵,對於量子力學的機率詮釋,他說:「我不喜歡它,對引入它我感到抱歉。」[11]

1927年薛定諤遷往柏林,接替馬克斯·普朗克在洪堡大學擔任理論物理學教授,並成為了普魯士科學院院士。在那裡他感受到了自由進行科學研究的濃厚氣氛。當時在柏林匯聚了世界頂尖的物理學家,比如他的同事維克托·維斯科普夫。在納粹黨1933年奪取政權後,薛定諤決定離開德國移居英國牛津,在牛津大學莫德林學院擔任訪問學者,同年他獲得了諾貝爾物理學獎。