第521章 匪夷所思的波動方程!波函數之謎!三見布魯斯老祖!
真實歷史上,薛定諤一共有三大學術成就。
其中最為知名,被普通人所熟知的,當然就是“薛定諤的貓”了。
可以肯定的是,薛定諤本人是不喜歡養貓的。
所以,他為什麼以貓舉例,只能靠後人的猜測。
鑑於他的情史太過豐富,大家自然就把貓給想歪了。
但是這不重要。
因為薛定諤的貓猜想,比貓本身還要神秘無數倍。
估計很少有人真正清楚,這隻貓到底講的是什麼內容。
薛定諤的貓是在1935年被提出的一個思想實驗。
它的目的不是為了證明量子力學的正確性。
而是為了反駁以玻爾為代表的哥本哈根學派,對量子力學本質的詮釋。
薛定諤的貓之所以赫赫有名,是因為它首次將人的意識帶入了物質世界的觀察之中。
從而引發了一場關於意識和客觀存在的學術大辯論。
直至今日,這個問題依然沒有令所有人都信服的解釋。
(大家放心,後面會詳細講解薛定諤的貓,它才是真正的匪夷所思。)
而薛定諤的貓的基礎,就是薛定諤的第二大成就:波動力學方程,也稱薛定諤方程。
它的出現,讓量子力學真正進入了黃金時刻!
瑞士,阿羅薩。
薛定諤在近乎頓悟的狀態下,一口氣寫出了波動方程。
隨即,他就感受到身體乃至靈魂,一陣虛弱。
好像他畢生的所有能量,都在那一刻耗盡了。
不過,即便再累,他的臉上還是露出了孩子般的笑容。
他溫柔地看了一眼像只貓咪般睡著的塔莉雅。
隨即,賢者模式讓他再次專注於自己寫的方程。
如圖所示,這是一個二階偏微分方程。
這個長得像外星文字的公式,就是薛定諤畢生的精華所凝聚的。
其中每個符號,都有各自的含義。
按照從左往右依次分析:
i:虛數單位;i=-1。
:約化李-普朗克常數,讀作“h拔”,=h/2π。
ψ:波函數,描述粒子的狀態隨空間和時間的變化;一般寫為ψ(r,t),r表示座標位置,t表示時間。
t:時間單位。
m:粒子的質量。
▽:拉普拉斯算子,表示梯度的散度,不需要理解。
v(x):勢場函數,描述粒子所處環境的能量分佈。
此外,方程的右邊,括號內的整體部分:(-/2m)▽+ v(x)。
它表示系統所具有的總能量(動能+勢能)。
真實歷史上,這個方程是量子力學的一個基本假設。
沒錯,你沒有看錯,它不是定律,而是假設,或者說公理。
後世學生在學習時,教科書會直接給出這個方程,無條件接受就好。
因為波動方程不是通過理論推導出來,而是憑空生成的。
薛定諤無法給出數學證明。
它的正確性只能靠實驗來驗證。
幸運的是,後世所有的實驗都證明,這個方程是完全正確的。
所以,不得不感嘆,這個世界上確實是有不可思議的天才。
此刻,薛定諤自己都不敢置信。
他從那種神奇的狀態清醒後,才明白自己到底創造了匪夷所思的理論。
他竟然沒有通過任何推導,直接就寫出了這個方程。
波動方程是在德布羅意物質波的基礎上拓展而來。
所以,它不僅可以描述電子的運動,也可以描述一切微觀粒子系統的運動。
“哦!上帝啊!”
“如果它是錯的,我一定會立刻死去!”
寫出方程之後,薛定諤並沒有大功告成。
他還需要使用這個方程,解決現實問題。
至少要通過這個波動方程,可以推導出舊量子論的一切內容。
這時,薛定諤拿上他的菸斗和論文,小心翼翼地走出別墅。
他來到奧伯湖的旁邊,在椅子上坐了下來。
高遠的天空,飄蕩的白雲,飛翔的鳥兒,湛藍的湖水.
先前還覺得索然無味的景色,此刻在他眼裡卻猶如人間仙境。
他的心也隨之平靜下來,重新開始思考。
第一步,他需要對這個方程進行解釋。
波動方程的核心就是波函數ψ(r,t)。
這個方程的求解,就是要求出符合方程條件的ψ(r,t)。