灵感源于婚外情：科学揭示生命之谜

1925年圣诞节，瑞士阿尔卑斯山麓中一间很有魅力的客栈里。薛定谔一丝不挂，四脚八叉躺在床上，看上去像个“大”字。因为刚才的激情，平素梳得整齐的头发变得狂野。他没戴眼镜，眼睛显得有点迷蒙。虽然38岁了，他因为酷爱登山、远足、滑雪等运动，没像许多同龄的科学家那样发福，还是精瘦精瘦的。

他的情人坐在床沿上，正在穿衣服，她来自薛定谔的老家维也纳。她和他这个有妇之夫在一起，并非图什么钱财，因为他只不过是苏黎世大学的一个穷酸教授；也不是为了什么名誉或地位，因为从一开始他就申明自己永远不会离婚（她并不明白他为什么要维持一个名存实亡的婚姻，更何况他的妻子安妮因为无法生育而没有后代）。她崇拜他，被他仿佛来自另一个世界的睿智所吸引，只想和他拥有一段无人打扰的时光。

薛定谔

他躺在床上，冥思苦想苏黎世联邦工学院的诺奖得主德拜（Peter Debye）给他的挑战——算出描述物质波的方程。德拜认为薛定谔最近的一个关于物质波的讲座太“孩子气”，“要处理波的特性，你起码得有一个波动方程才行啊。”

薛定谔心里不服，这可是全人类都还没解决的难题啊。但德拜也不无道理，更何况能拦住全世界的问题，不见得能拦住他薛定谔，于是他决定试试。他首先从相对论出发，毕竟，爱因斯坦已经创造了很多数学和物理工具可以用，但他很快就发现这条路是个死胡同。他在原地踏步了好多天，感到才思枯竭，只好和情人出来度个两周半的圣诞假，换换脑筋。

这次度假安妮八成是知道的，因为他的婚外情简直成了家常便饭33，情人中既有助手的妻子，也有年方二八的女中学生；既有政府职员，也有演员和艺术家。他并非简单地水性杨花，对感情他每次都全情投入，并写了不少情诗，后来还发表了一本诗集。他甚至试图过一妻一妾的生活，因而受到周围传统基督教文化的巨大压力。也不知安妮和他有什么默契（据说安妮也有婚外情），他们竟然白头偕老，她甚至照料过他非婚生的孩子。安妮坦然地说：“与金丝雀一起生活比与赛马一起生活更容易，但我更喜欢与一匹赛马一起生活。”34

情人伸长了修长的腿，慢慢地穿上长筒丝袜，他不由得走了神。她的身体多迷人啊，腰肢和臀部的比例一定符合黄金分割，他脑子里浮现出毕达哥拉斯的公式……假如把她身体放平，把长腿的直线当X轴，丰满的胸脯和翘起的臀部就像一个优美的波，可以用正弦曲线来描述……他脑子里突然灵光一闪，一大堆数字符号魔幻般地整合到一起。他跳下床，顾不得穿衣服，开始奋笔疾书。(www.zuozong.com)

能难倒全世界的问题，终究没能难倒薛定谔，一个伟大的公式诞生了35：

一个氢原子的波函数示意图（该氢原子处于n=12、l=6、m=1的静止态，此图基于薛定谔方程的解。）

这个被称为薛定谔方程（Schrödinger equation）的公式对于量子力学，就像牛顿的万有引力方程对于天体物理那么重要。它和麦克斯韦方程组一样，有一种“数学之美”。后来，和薛定谔同年获得诺奖的英国物理学家狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac，1902—1984）说：“我发现自己同薛定谔意见相投要比同其他任何人容易得多，我相信其原因就在于我和薛定谔都极为欣赏数学美，这种对数学美的欣赏曾支配我们的全部工作，这是我们的一种信条，相信描述自然界基本规律的方程都必定有显著的数学美，这对我们像是一种宗教。奉行这种宗教是很有益的，可以把它看成是我们许多成功的基础。”对薛定谔来说，女人身体的美成了发现科学之美的灵感。

薛定谔方程描述的是粒子在空间某处出现的可能性随时间的变化，其绝对值的平方对应着粒子在该处出现的概率密度（probability density）。在量子力学中，粒子的波动性被称为“概率波”，描述它的函数被称为“波函数”36。概率波是关于“可能性”的数学，绝不是我们所熟知的、僵硬确定的“东西”。我们可以把它想象成一团“数字的烟”，它在空中的分布并非均匀，所以在不同的地方有不同的浓度；而且它在“飘动”，所以在空间中各点的浓度是随时间变化的。薛定谔方程就是描述在空间中某点，“烟”的浓度随时间变化的方程。

具有波粒二象性的物质何时显出粒子态，何时显出波态？为了找到答案，科学家们进行了两组不同的双缝实验，其结果颠覆了人类对现实的认知。