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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(1219)

  二、锋芒初露

  薛定谔于1910年从维也纳大学毕业,同年秋季按规定服兵役一年,次年 秋天回到维也纳大学,开始了他的研究生涯。此后的十年时间,他潜心研究, 努力钻研,尽管中间曾被第一次世界大战所打断,但他坚持不懈,先后就一 系列众所瞩目的课题发表了许多论文,范围几乎包括物理学界当时关注的所 有热门课题,也涉及一些不被人们所看重的冷僻领域。所有这些,都给他带 来了很大声望,初步确立了他作为国际知名的理论物理学家的地位。

  从1910年到1914年不到四年的时间里,薛定谔作为埃克斯纳的助手, 先后发表10篇论文和一篇为物理学手册撰写的关于电介质的评论,1914年1 月,他获得了大学教师资格认可,这也是他在科学生涯中的第一次晋升。

  维也纳大学第二物理研究所,是当时奥地利物理学人才基地,薛定谔是 在这里完成其博士论文的,当他重返这个充满朝气、自信和动力的学术集体, 无疑已站到了一条新的起跑线上。这期间,他主要从事理论工作。他的第一 篇论文是关于磁的运动学理论,用理论方法分析金属的抗磁性质,尽管问题 的最终解决有待于量子统计的发展,但这篇文章在数学方法和理论的明晰上 都是成功的。紧接着,他又试图把这种运动学理论推广到电介质以至一般固 体,并分析评论了荷兰著名物理学家德拜几个月以前发表的“绝缘体的运动 学理论的若干结果”。关于物质的介电性质他还发表过另外两篇文章,一篇 是为慕尼黑大学主编的5卷本《物理学手册》撰写的长达75页的“电介质”, 另一篇是关于反常电散射理论的一个简短笔记。针对当时新近发现并讨论热 烈的贯穿辐射现象,他向帝国科学院提交了“贯穿大气辐射的高度分布理 论”。分析了辐射源的三种可能:地表放射性物质;大气中悬浮的放射性物 质;星际辐射源假说。他重点分析了第二种可能,并推导出了高度分布方程 以与实验探测数据对照。他的这一理论分析对于宇宙射线的发现具有重要的 参照作用。

  晶体点阵动力学和固体的原子结构,是当时国际物理学界研究的热点, 也是薛定谔研究工作的又一领域。薛定谔先后发表了题为“论X射线产生的 干涉图象的明晰性”、“论德拜效应理论”和“论弹性耦合点系统的动力学” 三篇论文,分别讨论了劳厄的X射线干涉图象和晶体点阵动力学。在第一篇 文章里,通过一系列的分析和计算,得出温度与辐射强度等的简单函数关系 式;在第二篇文章中,他为回答别人的质疑,作了进一步的澄清,而第三篇 论文,他则基于固体原子结构的发现和原子论立场,以一维点阵模型为例尝 试建立固体运动学理论,并证明其原子结构,获得了相当的成功。

  综观这一时期薛定谔的工作,表现出扎实的理论功底和年轻人特有的敏 锐和激情。这一时期的薛定谔确实春风得意,少年得志,在物理学集体中如 鱼得水,挥洒自如,在刚刚起步不到三年中发表了十余篇论文并紧盯最新发 展,使他在学术界崭露头角,小有名气。而在生活上,经朋友介绍认识了后 来成为薛定谔夫人的安妮玛丽·贝特尔小姐,开始了甜蜜的恋爱。六年之后, 他把一篇发表了的论文寄给他的媒人,并在献辞中风趣地写道:“1919年10 月1日附录:如我所知,1913年夏季泽海姆的大气中,除了Ra—A、B、C外, 肯定还有一些其他东西,而我的测电器却没能指示其踪迹。这是由于它发现 了萨尔茨堡的贝特尔小姐,她吸引了作者的全部注意力。”而后来薛定谔夫 人回忆他们的初次相识时说:“他给我很深的印象,首先因为他非常英俊, 他有一张很吸引人的脸,……而在这之前我对他印象就不错,因为科尔劳施 已向我介绍过他。”

  事业一帆风顺,生活甜蜜幸福,所有这些显示出薛定谔前途远大,未来 光明。但突然间,一切被战争所淹没了。

  当时的欧洲大陆,普遍实行征兵制,所有适龄健康的青壮年都必须在战 时服兵役,因此薛定谔也在战争一开始,就应征入伍,成为奥匈帝国的一名 炮兵军官。他后来把这段历史用寥寥数语作了概括:“接着战争开始了,那 时我作为一名炮兵军官驻扎在东南前线,没有受伤,没有生病,也没有获得 什么荣誉。”在残酷的战争面前,他感到了甜美生活的难得,在战争所带来 的时间荒废中,他也更领会到了生命和时光的可贵。

  薛定谔冷静下来,开始厌倦和谴责这场给人类带来巨大灾难的战争,开 始想念他的科学工作。而最令他震惊和悲痛的是一大批极富才华和创造性的 学者在战争中阵亡,其中,尤其是他的敬爱的导师哈泽内尔的死。哈泽内尔 是在1915年10月率队冲锋时阵亡的,这使得奥地利失去了一位正值创造性 高峰的杰出物理学家,这种惨痛的损失是无法挽回和弥补的。

  几经转战,战争后半期薛定谔的军旅生活是在后方度过的,这也是为了 保护科学人才而采取的措施。这样,薛定谔又可以发挥他的专长了,在距维 也纳3o公里的小镇,他给一批批即将赴任的防空部队军官讲授气象学的基本 概念和事实,例如大气的构成,太阳辐射,大气的分布和每天、每年的变化; 气压,高、低压区,大气环流特别是大洋、大陆和山区的风,气候分界线, 风暴,云层结构,天气图的解释等。这些课程尽管不过是重复他在大学学过 的课程,但毕竟使他有时间坐下来阅读资料,重续科学研究的旧梦,并焕发 出创造性的活力。他很快又向《物理学期刊》寄出了一篇题为“论大气声学” 的论文,讨论了大气中声波的传播方程。与此同时,他还关注着广义相对论、 量子统计和涨落理论、原子物理学等领域的最新进展,为战后迅速恢复研究 工作作好了充分的准备。


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