1900:游走在欧洲的物理学霸 第798节

  薛定谔轻轻地走下床,随意地披上白色的睡衣,然后又轻轻地走到书桌旁。

  他甚至没有思考,下笔如有神。

  此前的积累全部化作符号,从他的脑海中迸发出来。

  这一刻,感性超越了理性,灵感超越了逻辑。

  波函数;

  时间;

  空间;

  一气呵成!

  呼!

  他如释重负地舒了一口气。

  转过头,塔莉雅正如一只安静的小猫,蜷缩在床上,睡着了。

  薛定谔轻轻一笑。

  “男人至死是少年。”

  真实历史上,薛定谔就是在瑞士和情人幽会期间,创造了波动力学。

  女主的名字已经不可考了,因为薛定谔的情人实在太多了。

  大家不要模仿哈,你就是累死也想不出来的。

第521章 匪夷所思的波动方程!波函数之谜!三见布鲁斯老祖!

  真实历史上,薛定谔一共有三大学术成就。

  其中最为知名,被普通人所熟知的,当然就是“薛定谔的猫”了。

  可以肯定的是,薛定谔本人是不喜欢养猫的。

  所以,他为什么以猫举例,只能靠后人的猜测。

  鉴于他的情史太过丰富,大家自然就把猫给想歪了。

  但是这不重要。

  因为薛定谔的猫猜想,比猫本身还要神秘无数倍。

  估计很少有人真正清楚,这只猫到底讲的是什么内容。

  薛定谔的猫是在1935年被提出的一个思想实验。

  它的目的不是为了证明量子力学的正确性。

  而是为了反驳以玻尔为代表的哥本哈根学派,对量子力学本质的诠释。

  薛定谔的猫之所以赫赫有名,是因为它首次将人的意识带入了物质世界的观察之中。

  从而引发了一场关于意识和客观存在的学术大辩论。

  直至今日,这个问题依然没有令所有人都信服的解释。

  (大家放心,后面会详细讲解薛定谔的猫,它才是真正的匪夷所思。)

  而薛定谔的猫的基础,就是薛定谔的第二大成就:波动力学方程,也称薛定谔方程。

  它的出现,让量子力学真正进入了黄金时刻!

  瑞士,阿罗萨。

  薛定谔在近乎顿悟的状态下,一口气写出了波动方程。

  随即,他就感受到身体乃至灵魂,一阵虚弱。

  好像他毕生的所有能量,都在那一刻耗尽了。

  不过,即便再累,他的脸上还是露出了孩子般的笑容。

  他温柔地看了一眼像只猫咪般睡着的塔莉雅。

  随即,贤者模式让他再次专注于自己写的方程。

  如图所示,这是一个二阶偏微分方程。

  这个长得像外星文字的公式,就是薛定谔毕生的精华所凝聚的。

  其中每个符号,都有各自的含义。

  按照从左往右依次分析:

  i:虚数单位;i=-1。

  :约化李-普朗克常数,读作“h拔”,=h/2π。

  ψ:波函数,描述粒子的状态随空间和时间的变化;一般写为ψ(r,t),r表示坐标位置,t表示时间。

  t:时间单位。

  m:粒子的质量。

  :拉普拉斯算子,表示梯度的散度,不需要理解。

  V(x):势场函数,描述粒子所处环境的能量分布。

  此外,方程的右边,括号内的整体部分:(-/2m)+ V(x)。

  它表示系统所具有的总能量(动能+势能)。

  真实历史上,这个方程是量子力学的一个基本假设。

  没错,你没有看错,它不是定律,而是假设,或者说公理。

  后世学生在学习时,教科书会直接给出这个方程,无条件接受就好。

  因为波动方程不是通过理论推导出来,而是凭空生成的。

  薛定谔无法给出数学证明。

  它的正确性只能靠实验来验证。

  幸运的是,后世所有的实验都证明,这个方程是完全正确的。

  所以,不得不感叹,这个世界上确实是有不可思议的天才。

  此刻,薛定谔自己都不敢置信。

  他从那种神奇的状态清醒后,才明白自己到底创造了匪夷所思的理论。

  他竟然没有通过任何推导,直接就写出了这个方程。

  波动方程是在德布罗意物质波的基础上拓展而来。

  所以,它不仅可以描述电子的运动,也可以描述一切微观粒子系统的运动。

  “哦!上帝啊!”

  “如果它是错的,我一定会立刻死去!”

  写出方程之后,薛定谔并没有大功告成。

  他还需要使用这个方程,解决现实问题。

  至少要通过这个波动方程,可以推导出旧量子论的一切内容。

  这时,薛定谔拿上他的烟斗和论文,小心翼翼地走出别墅。

  他来到奥伯湖的旁边,在椅子上坐了下来。

  高远的天空,飘荡的白云,飞翔的鸟儿,湛蓝的湖水.

  先前还觉得索然无味的景色,此刻在他眼里却犹如人间仙境。

  他的心也随之平静下来,重新开始思考。

  第一步,他需要对这个方程进行解释。

  波动方程的核心就是波函数ψ(r,t)。

  这个方程的求解,就是要求出符合方程条件的ψ(r,t)。

  举个例子,比如x+1=2。

  它的解很简单,就是x=1。

  而现在,波动方程的解不再是一个简单的数字,而是一个复杂的函数:ψ(r,t)。

  ψ(r,t)描述了微观粒子的状态,随着空间参数r和时间参数t的变化规律。

  只要在方程中给出了初始条件和边界条件,就能算出ψ(r,t)函数的表达式。

  到这里,都没有问题。

  然而,在下一步解释波函数本身含义的时候,薛定谔却犯了一个错误。

  这个错误连他自己也不知道,甚至他不觉得是错误。

  基于这个错误,将会引发一场大辩论。

  从而有了那句著名的“薛定谔不懂薛定谔方程”。

  此刻,平静的奥伯湖中心处,突然有一条不知名的大鱼一跃而出水面。

  然后,大鱼又重重地摔入水面。

  它荡起的水波,以自身为中心,传向四面八方,仿佛整片天地都生动起来。

  薛定谔见此情景,心中一动。

  他为电子波函数找到解释了!

  他把它和经典物理学中的波动方程类比起来。

  就好比眼前的水波。

  水波也有自己的波动方程,方程里同样有波函数ψ水(r,t)。

  ψ水(r,t)表示了在某一时刻,水波的形状。

  如图所示:

  当时间t=1s时,水波的形状是上面那个。

  x1点所在的位置的振幅是A。

  当时间t=10s时,由于水波一直在向前传播,所以形状变化成下面那个。

  此刻,x1点所在的位置的振幅就变成了-A。

  因此,波函数ψ水(r,t)就可以对水波这个体系进行描述。

  只要知道了它,我们就能计算出任意一点在任意时刻的振幅是多少。

  这就是经典物理学中对于波函数的解释。

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