初探广义相对论与色彩学研究

1918年11月“一战”结束。战后的奥地利生活异常艰苦，由于食品短缺，不得不实行配给制。尽管维也纳比其他地方好些，但情况仍不容乐观，到了1919年初，面包的配给量由每人每天200克降为160克。食品短缺造成黑市猖獗，工人罢工此起彼伏，以致当局不得不把维也纳城区分割成7个区，相互壁垒，以阻止罢工支援者把事态闹大。由于工人罢工，使原本经营困难的工厂更雪上加霜，许多工厂倒闭。薛定谔家的工厂也未能幸免。工厂倒闭后，他的父母不得不靠领取救济大棚的简单免费食品维持三餐。

薛定谔租住的小阁楼没有通电，夜间只能靠蜡烛照明，再加上燃气限量，他只能靠吃些极为简单的便餐冷食充饥。更为不幸的是这时父亲的身体健康状况恶化，最终于1919年去世，而母亲又查出乳腺癌，在刚动完手术的次年，薛定谔又因身体不适查出患有肺结核。由于长期营养不良，肺结核已成为当时的一种流行病。尽管衣食窘迫，体力透支，但在教学的同时，薛定谔仍坚持科学研究。这一时期对爱因斯坦相对论的兴趣支撑着他渡过困难。

早在意大利普洛西可（Prosecco）前线时，通过好友定期给他寄来的材料，薛定谔第一次读到了爱因斯坦广义相对论的论文，他立刻被这一精湛的理论所吸引，并且意识到把引力作用视为时空几何这一独特视点的重要意义。在前线，他仅学习这一理论的笔记就有三本，其中也记录了一些自己的进一步思考。

1917年从前线归来后，当维也纳大学的同事对爱因斯坦成果仍沉浸在兴奋之中时，薛定谔已经完成了广义相对论的第一篇论文。这篇论文讨论了引力场中一个封闭系统的能动张量的分量问题［16］。紧接着，在这篇论文发表不到一周后，他又完成了第二篇，题目是“普遍协变引力场方程解的系统研究”（On a System of Solutions of the General Covariant Gravitational Equations）［17］。在这篇论文中，薛定谔给出了引力场方程的另一个解，从中发现引力场一个令人奇怪的性质。他的这一工作很快被爱因斯坦注意到，虽然爱因斯坦不接受这个结果，但是这两个初步成果不仅表明薛定谔已经接触到了近代物理的前沿，甚至涉及未来发展的宇宙学问题。19年以后，他在研究了爱丁顿的论文后，关于宇宙张量性质的进一步研究正是由此起步的。

1918—1920年间，薛定谔的另一重要研究方向是关于色彩学的。在1920—1925年间，他发表了一系列关于色彩学的研究论文。这两个风马牛不相及的领域却是薛定谔同时研究的领域。(https://www.daowen.com)

薛定谔对色彩学的研究灵感来源于马赫哲学。早在战争前线的炮兵要塞生活时，薛定谔常以阅读马赫的哲学书籍度日。马赫以人对色彩的感觉作为元素讨论他的哲学思想。在这一思考的启发下，薛定谔把色彩分为三个不同层次的元素，即色度、亮度和饱和度，三个元素的交融使人对色彩的感受丰富而复杂。他的第一篇论文《最大亮度的光元素原理》发表于1919年圣诞节后，也就是他的父亲去世的几天以后［18］。像其他研究那样，他同样引出一个理想模型即“理想色”（ideal colors），以便于从理论上加以讨论。经他证明，如果一种色彩由具有理想色特征的元素光组合而成，它合成的结果将具有最大的亮度。这个结论不仅适用于光色也适用于颜料色。薛定谔的这一理论计算恰恰解释了在此前几年由奥斯特瓦尔德（Ostwarld）所得出的实验定律，因此仅第一篇色彩学的论文就引起了色彩学领域研究者的重视。

薛定谔在这一领域的另一有影响的成果是《白昼视觉下的色测量理论研究》，这是一篇篇幅极长的论文，它由三部分组成，被综合发表于1920年3月［19］。在这篇论文中，他以英国物理学家、波动说的奠基人托马斯·杨（Thomas Young）在1806年所提出的“三原色原理”为基础，利用仿射几何学（affine geomeyry），提出了元色的量化思路和规则。这篇论文对色彩理论的发展有重要的理论价值，因而获得维也纳科学院享有盛誉的海丁格奖（Haitinger prize）。

1925年，此时薛定谔已经来到苏黎世，又发表了一篇关于色论的论文《恒星主观色度与黄昏色灵敏度质量分析》［20］。在这篇论文中，薛定谔通过比较恒星温度与地面光源温度来研究恒星的光色度。其中第一部分含有大量的实验观察数据，第二部分通过对比人的白昼和黄昏视觉及色觉，进行理论分析。

薛定谔在色彩学方面的最后一篇论文是《关于四色与三色的理论研究》，这篇论文于1925年12月17日呈交维也纳科学院［21］。此时，薛定谔已经成为色彩理论研究领域有影响力的学者。他被邀请参与编写一部迄今为止极具影响力的德国著名百科全书第11版“视觉”部分，作为图书某分部的主编和撰写人，参加编写的都是德国各领域的著名人物。薛定谔完成了104页的内容，包括几百个参考书目，包括色彩、视觉理论、相关数学、光学、心理学和生理学等方面。