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工作作好了充分的准备。
尽管这里远离前线,条件优裕,工作顺心,但薛定谔无法压抑对战局的
忧虑,企盼战争早日结束。在一首抒怀小诗中,他向自己,也向每一个追求
真理、正义与和平的人发问:
“两支大军在1914年踏上征程,
其中一支至今鏖战不停。
另一支队伍的战士们秘密地为和平而努力,
请选择,你将为哪一方驱使效命?”
终于,1918年11月,给人民带来深重灾难的第一次世界大战结束,奥
匈帝国总崩溃,昔日的强国地位一落千丈,这无疑给整个民族及其生活留下
深深的痕迹。而对薛定谔个人来说,大战的结束和帝国的瓦解也使他的生活
发生了戏剧性的影响。
战争的结束,阻止了他在讲课之余献身哲学的计划,保证了他日后在物
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理学上的发展。这个一度萦绕于怀的计划本身,也来源于战争中的现实状况
激发了薛定谔原有的哲学兴趣,促使他去思考一系列哲学问题。
首先是时间概念的基本哲学意义,正是在战争前线靠回忆度日的岁月
里,薛定谔对时间概念进行了哲学和心理学分析。在战争临近结束时的一篇
手稿中,他又讨论了因果性问题,至少在师从埃克斯纳之后他就已经开始思
考这个物理学和哲学中的基本原理。薛定谔是幸运的,命运女神使他在人生
选择的十字路口没按初衷去充分发挥他的哲学爱好,而哲学女神对他的垂青
又使他具有哲人气质,常常对一些哲学的本质问题进行思考,这对于他毕生
的科学工作和研究方向具有决定性的影响。
战后,薛定谔重返第二物理研究所,全力以赴从事理论物理学研究。由
于战争后期的大量信息和思考的储备,他一连发表了好几篇论文。其中关于
广义相对论的两篇题为“引力场的能量分量”和“广义协变引力场方程的解
系统”都引起了爱因斯坦的极大关注,并分别撰文讨论和回答。而薛定谔同
时还写了三本未发表的关于能量分析和应用的笔记。
量子统计和涨落理论,是薛定谔的又一工作重点。他继承了玻尔兹曼的
方法论原则,发表了三篇论文。他的工作还包括一个验证光量子理论的实验,
这也是他所做的最后一个认真的物理实验。他对于爱因斯坦的光的本性理论
发生了兴趣,因此他设计出一个实验,通过同一光源发出两束大角度的光,
观察是否有相干性和干涉现象来验证光量子理论。
尽管薛定谔在近两年的工作中一切顺利,在国际物理学界知名度大增,
但他已无法再在第二物理研究所继续呆下去了。战争带来了巨大的灾难,作
为战败国,赔款压得人喘不过气来,教育经费极度紧张,教师生计难以维持,
更何况他又筹划着结婚,要考虑婚后生活的开销。他开始考虑要找一个比较
宽裕稳定的生活和工作环境。
1920年4月6日,薛定谔与贝特尔小姐结婚。此后,他离开了他的母校
和故乡,先是移居德国耶拿,此后又在斯图加特工学院任副教授一个学期。
这期间他收到来自基尔大学、布累斯劳大学和母校维也纳大学的三份正教授
聘书,无疑,回返母校,继承哈泽内尔的事业对他有极大的吸引力;但当时
奥地利学术界的经济条件和工作状况实在糟糕,使他忍痛放弃了这项选择。
薛定谔夫妇去了布累斯劳,在那数周后,薛定谔又收到并接受了苏黎世大学
理论物理学教授的职务聘书。他一生中最辉煌的一章开始了。
三、理论物理的困境
1921年10月,薛定谔夫妇终于结束了他们婚后一年半来不断的迁居转
移,摆脱了生活于战败国中经济上和心理上的压力和阴影,在苏黎世安定下
来。当然,在瑞士靠教授的薪水养家度日也算不上富裕阶层,一个普通教授
那时也只能算属于可怜的低级阶层。但无论如何,这里物价稳定,人民安居
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乐业,他也至少无饥寒之虑,从而能安心于教学和研究。
薛定谔的就职演讲以“自然规律是什么”为题,他以这样的话作为演讲
的结束:“我愿意相信,一旦我们抛弃了根深蒂固的绝对因果性偏见,我们
就能成功地克服这些困难,而不再期望用原子理论去证实因果性教条。”薛
定谔关于原子过程几率性的论断是很有预见性的,机遇作为统计规则性基
础,也得以与因果性、与规律协调起来。
这位新来的教授以其思想的深刻性和独立性,给听众留下了深刻的印
象。他所开设的一系列理论物理学课程吸引了许多学生,他所主持的讨论班
上也总是围绕物理学中的基本问题和进度展开热烈的讨论。薛定谔还鼓励进
行校际交流,经常和联邦工业大学共同举行活动,他自己也同联邦工业大学
的数学家H·外尔和物理学家德拜成了莫逆之交。德拜与薛定谔神交已久,
两人都对固体比热、X射线干涉图形、原子结构等问题感兴趣,并已各自在
刊物上讨论过对方的观点,现在能当面切磋,互相琢磨,真是相见恨晚,倍
感快慰。外尔是20世纪上半叶最著名的数学家之一,早期对分析学、黎曼曲
面等方面作出过重要贡献,1913年任教于联邦工业大学以来,致力于用优雅
的数学框架来表述物理学概念和理论,自1917年起,发表了一系列“空间—
时间—物质”演讲并成书出版。他尝试把引力场和电磁场概括成一个统一的
物质理论;20年代中期他研究连续群的表示,把群论应用于量子力学中,解
决了一系列物理、化学问题。能与这么一位热心于物理学问题的卓越数学家
共事,不时请教讨论一些数学、物理上的问题,对薛定谔的帮助是很大的。
薛定谔是个很重友情的人,与情意相投的德拜、外尔的交往,既满足了他感
情上的需求,也成为他学术成就的刺激和动力。
苏黎世是一个美丽的旅游城市,每年都有一群群的学者来参加这里的现
代物理学讨论会,带来了各自研究的最新成就和各种信息。这种开放的环境
和动态的交流,使薛定谔和他们的讨论会得以保持较高的水准,也使苏黎世
的研究集体和工作更为外界所知。他们的讨论会生动活泼,形式不拘,有时
常常是在户外的郊游和旅行中进行。薛定谔喜欢登山和旅行,在大自然中陶
冶性情。有一段时期,每周六他们都外出,边旅游边讨论,置身于大自然中
去探求它的底蕴。薛定谔的学生回忆道:每个星期六这个由薛定谔夫人安排
的小型旅游“总是以到了一个可爱的小客栈和一两瓶葡萄酒”而结束。”1927
年,薛定谔与两位助手一起联名发表了“中性原子的相互作用与同极性键的
量子力学研究”一文,运用薛定谔刚刚建立的波动力学建立求解氢分子的薛
定谔方程,从而建立了基于量子力学的化学键理论,宣告了量子化学的诞生。
苏黎世时期,是薛定谔的又一个创造性高峰。仅从1922年到1926年早
期,他就在教学之余发表了20篇论文,范围非常广泛,其中有4篇关于原子
结构的,5篇关于颜色理论和生理光学的,1篇关于相对论的,4篇关于量子
比热理论的,6篇关于气体统计理论的。这些论文粗略而言,可以分为三类,
即原子结构理论,量子统计理论,颜色和视觉理论,第一类是当时理论物理
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学界关注的中心,第二类则是用量子方法处理和修改气体运动论和固体比热
理论,既是薛定谔的多年爱好,也是当时的热门,而第三类文章则比较令人
奇怪了。
颜色理论,是生理光学的中心问题之一,而生理光学,则是生理学和光
学之间的边缘学科。早在古希腊时期,亚里士多德就讨论过这一问题,但直
到牛顿经过色散和分光等一系列实验分析,才给出颜色的物理定义。尽管在
这一领域作出贡献的不乏一些著名的物理学家,但显然对颜色和色觉的研
究,就物理学来说,既非正宗,又不是前沿。薛定谔之所以涉足这个领域,
可能有其家学渊源,或更受师辈影响,而最主要的还是他本人工作中的那种
把不同理论、不同学科结合起来研究的统一科学的倾向,这种倾向一再地在
他一生的研究中表现出来,并成为他获得成功的一条重要方法论原则。他清
楚地认识到这一点。他的理论能很好地解释许多观测数据,也得到了生理学
家的承认。然而,对颜色理论的研究尽管为薛定谔提供了一块自由发挥、有
所作为的空间,但那毕竟理论性不强,也不为众所瞩目。他把它戏称为“为
逃避原子结构理论的绝望困境而通入光学领域的一次小小的旅行”,一种松
弛心情、换换脑筋的休息。他真正热衷的,仍然是量子统计和原子结构这两
大领域,也正是这两方面工作的结合,开辟了他通往波动力学之路。关于原
子结构,他虽然写出了几篇有份量的文章,却缺乏系统全面的研究,这是因
为他不喜欢当时量子力学的进展路线,同时,这种进展本身正面临着巨大的
理论困境。
量子理论的建立以本世纪初普朗克引入能量子概念为标志。普朗克能量
子假说突破了经典物理学中视为基本教条的运动连续性原理,宣告了量子纪
元的开端。然而这一学说的革命性意义,起初并没有为物理学界所�