开脑洞：物理学家看世界——5分钟速读薛定谔《生命是什么》

引

1961年1月4日，量子力学奠基人之一埃尔温·薛定谔逝世。

薛定谔主要贡献

埃尔温·薛定谔（Erwin Schrodinger，1887年8月12日-1961年1月4日），

1933年获得诺贝尔物理学奖。

在物理学方面，在德布罗意物质波理论的基础上，建立了波动力学。由他所建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律，它在量子力学中的地位大致相似于牛顿运动定律在经典力学中的地位。提出薛定谔猫思想实验，试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。

同时他还发展了分子生物学，出版了《生命是什么？——活细胞的物理学观》

《生命是什么》

19世纪末、20世纪初是物理学革命风云际会的时代，奥地利物理学家薛定谔无疑是这个需要巨人、也产生了巨人的时代的骄子——他是波动力学之父，是量子力学集大成者之一。多少有点出人意料的是，正是他，后来从物理学闯入生物学，在1944年出版了《生命是什么——活细胞的物理学观》一书。这是一部石破天惊的书，它奏响了揭示生命进化里遗传微观奥秘的先声。是20世纪的伟大科学经典之一。

强烈推荐【5分钟速读《生命是什么》】

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薛定谔在书中提出了一系列天才的思想和大胆的猜想：物理学和化学原则上可以诠释生命现象；基因是一种非周期性的晶体或固体；突变是基因分子中的量子跃迁引起的，突变论是物理学中的量子论，基因的持久性和遗传模式长期稳定的可能性能用量子论加以说明；染色体是遗传的密码本；生命以负熵为生，是从环境抽取“序”维持系统的组织并且进化的；……这些观念在当时的确是十分新奇的，也是特别引人入胜的。

薛定谔在书中对生命做了这样的定义：

• 有生命的物体会避免变成混乱和无序的状态。
  

• 宇宙的熵是在不断地增加的，而生命却在其中保持着低熵的状态。所有的生物都是在靠着汲取负熵来维持生存，而整个生物圈其实是一个负熵“传递”的过程。
  

生命是什么？

生命是一个美好的巧合。

是宇宙在奔向熵最大的死寂过程中，为自己创造的观众。

薛定谔的猫

量子力学作为20世纪最有突破的科学成就之一，也是最具争议的科学之一。人们不能接受量子力学是因为它的不确定性。“薛定谔的猫”很好的阐述了这一现状。

实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。

根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后，外部观测者观测时，物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解，量子力学告诉我们：除非进行观测，否则一切都不是确定的，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理，客观规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了逻辑思维。

“薛定谔猫”的翻版

“薛定谔猫”的翻版“薛定谔的滚”：当一个妹子叫你滚的时候，你不知道她是在叫你滚还是叫你过来抱紧。此时的你应该处于一种又抱又滚的量子力学状态。

有一个称为“薛定谔处女”的著名理想实验。一个美女和一个男人被置于一个密室中，这个女人是处的概率为百分之五十。

如果人们开启房门，就会发现女人非处即处。但是在此之前，女人的量子态应是处女状态与非处女状态的混合。

所以说科学家想告诉我们，当一个女孩子跟你说：“自己是薛定谔的处”的时候，就是告诉你：要想知道我是不是处，就快来试试吧！

希望下图你能看懂。

参考：“柴知道”公众号

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