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- 674期 - 薛丁格方程式100週年(2月號)
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2026-02-01在物理領域外 薛丁格的多重視角
674 期
Author 作者
黃相輔|英國倫敦大學學院科學史博士,研究興趣是通俗科學的文化與歷史。
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.薛丁格不僅是量子力學奠基者,也長期關注生物學、哲學與宗教議題,主張在高度專業化的時代仍需勇於進行跨學科綜合思考。
.在《生命是什麼?》中,薛丁格從物理學角度提出「非週期性晶體」概念,嘗試解釋生命如何維持高度有序,此書直接啟發後來對基因與 DNA 結構的研究,成為分子生物學誕生的重要思想源頭。
.然而,近年來傳記研究者也揭露薛丁格私生活不光彩的一面,其中牽涉多起和未成年女性的「不倫戀」。這些醜聞讓薛丁格的偉人形象蒙上陰影,甚至使部分榮譽遭到「除名」。

奧地利理論物理學家薛丁格
(By American Institute of Physics (AIP), Attribution, Wikimedia Commons)
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《 生命是什麼?》一書 1948 年英文原版扉頁。(By Erwin Schrödinger, Fair Use, Wikimedia)
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1943 年在都柏林三一學院「 生命是什麼?」講座的報紙廣告。
(By Nesbit1973 - Own work, CC0, Wikimedia)
除了愛因斯坦(Albert Einstein)、費曼(Richard Feynman)及霍金(Stephen Hawking)等科學名人外,我想恐怕少有人能同時在專業及公眾領域比肩奧地利理論物理學家薛丁格(Erwin Schrödinger),受圈內同行肯定之餘,兼享有「婦孺皆知」的名氣及地位。薛丁格於1926年發表波動方程式,從此奠定了量子力學發展的基礎;他提出的「薛丁格的貓」思想實驗,以及用來形容此悖論現象的術語「量子糾纏」,在當時十分大膽新奇,更因此激發大眾的想像力,衍生出眾多新理論及物理學圈外的流行次文化產物。
不過,本篇文章想談談物理學領域之外的薛丁格。薛丁格的研究興趣廣泛,善於跨越物理學的範疇進行思考,畢生撰述的議題包括生物學、心理學、哲學甚至宗教等領域,提出過不少富於創見的觀點。他的跨領域探索不僅是淺嚐即止的「科普」或「科幻」遊戲之作,常是從理論物理學本行出發的深度分析,具有啟發同輩或後進繼續研究的開創意義。最具代表性的例子,便是薛丁格出版於1944年的《生命是什麼?》(What is Life?),從物理學定律的角度分析生命現象的物質基礎,影響了後續對基因結構的研究及分子生物學的發展。著名的演化生物學家及科普作家古爾德(Stephen Gould)將《生命是什麼?》列為 20 世紀生物學領域最重要的書籍之一;數學家潘洛斯(Roger Penrose, 2020 年諾貝爾物理學獎得主)也在該書英文版序中稱讚此作「絕對會成為本(20)世紀最有影響力的科學著作之一」。
一位通才的養成
提到薛丁格廣泛的涉獵和著述,現代讀者最驚嘆的恐怕還是他那敢於跳脫「專家」框架的開創能力。在《生命是什麼?》自序的開頭,薛丁格就指出,科學家僅對自己精通的論題著書立說的原則有如「貴族義務」(noblesse oblige),也就是符合此地位之人該有的高尚行為舉止。為了讓自己這位「外行人」撰寫《生命是什麼?》,薛丁格請求讀者豁免他這項「貴族義務」,理由是:各種科學分支自 19 世紀以來發展得更深更廣,使知識愈來愈專精化和細碎,因此應該要鼓勵一些人「大膽地對事實和理論進行綜合」,即便掌握的是不完整的二手知識,並且要「甘願冒著幹蠢事而出醜的風險」。
薛丁格這番宣言正是為了踰越自身專業本份的辯護。事實上,和許多生長於 19 世紀晚期的同輩歐洲科學家――例如愛因斯坦、波耳(Niels Bohr)相同,薛丁格也保持著對物理科學之外的哲學、藝術等領域的興趣。這種現象或許是由於對當代知識分子而言,各種學科尚未過度分化,人們仍對追求某種整體的普遍性知識抱持熱誠,而「閱讀」又還未如網路資訊時代這般速食。
從薛丁格在大學時期的經歷,就可見這種廣泛學習的素養不是憑空而來。在奧地利維也納大學(University of Vienna)就讀期間,薛丁格主修物理和數學,受業於波茲曼(Ludwig Boltzmann)的學生哈森諾爾(Friedrich Hasenöhrl)。除了物理和數學,薛丁格還上過討論史賓諾莎(Baruch de Spinoza)的哲學課,也上過無機化學及有機化學分析。他在大學時結交的終生好友弗蘭茲爾(Franz Frimmel)則研究植物學 ; 兩人除了一起研讀演化生物學家賽蒙(Richard Semon)的著作,在咖啡館交談及街上漫步的無數夜晚,談論最多的還是哲學問題。
大學畢業後的預官服役期間,薛丁格被分配到埃克斯納(Franz S. Exner)的實驗室擔任助手,得以有機會長時間接觸各種光學儀器。這段經歷雖然使他明白自己不適合做實驗工作,卻也因此認識到測量的重要意義。所以薛丁格認為理論物理學家也應該要有相當的實驗室歷練。……【更多內容請閱讀科學月刊第674期】