101.波動力學(4)

作者︰短尾大猞猁投推薦票 章節目錄 加入書簽

量子力學很難嗎?

在某種意義上講︰很難。

量子力學奠基人玻爾曾經有言︰在這個世界上,能夠真正弄懂量子力學的人,不超過五個。

但在另一種層面上講︰量子力學本身也沒有大家想的那麼高不可攀。

就像盧格安所說的︰物質波理論的本質無非就是對愛因斯坦電磁波的一般推廣,而波動力學的本質,也就是描述物質波的語言。

在不去考慮其背後那深刻的哲學原理時︰量子力學也僅僅是人們認識世界的工具罷了。

「事實上,我們不妨試試用愛因斯坦當年推導布朗運動的方法︰也就是假設連續的馬爾科夫過程然後做變分優化去推導熵值最大的方程,得出來的就是熱傳導方程。」

不是所有人都熟悉愛因斯坦的理論,但牛頓力學和微積分確實所有人都熟悉的。所以盧格安耐心地在黑板上逐個公式講解著。

「另一方面,用上述同樣的邏輯,做費曼路徑積分,得出來的就是波動方程。而這,就是波動方程和熱傳導方程的主要區別!」

全場寂靜無聲。

盧格安的講解很簡潔,很清楚,明顯已經完全吃透了自己的理論,才能有如此的侃侃而談。

但即使如此,台下的听眾還是被這龐大的信息量沖得頭暈腦脹,哪怕是像愛因斯坦這樣的頂尖學者也不例外。

前文有提,波動力學的本質就是一種描述物質波的語言。

那麼到這里,問題就來了︰既然盧格安聲稱波動方程可以解釋一切粒子的波動性問題,那這個方程是否可以解釋氫原子的線狀光譜問題?

在這個時代里,有著四個經典物理無法解釋的問題︰即黑體輻射問題、光電效應、原子的線狀光譜和原子的穩定性問題。

這其中︰原子的線狀光譜問題,也就是光譜學,就是眾所周知的大泥潭!

光譜學的研究歷史時間不長,但是卻異常混亂!在1885年巴爾麥系光譜被發現以前,人們甚至連氫原子光譜的普適規律都不知道!

直到1913年玻爾提出了他那超凡的偉大設想——波爾理論,實現了物理直觀與解析結果相一致,首次驗證了巴爾麥系光譜。

換句話說,就是因為玻爾的理論和以知的經驗公式相符,所以人們才認為玻爾是正確的。

而若想證明波動力學的真偽,那方法就很簡單了︰用波動方程去解氫原子,如果得到了和玻爾理論中關于能量e的表達式相符,那麼波動力學就是‘真‘的;反之則假。

玻爾理論就是那桿驗證真偽的標桿!

正因如此,所以當有學者提出要盧格安驗證波動力學是否等替波爾理論時,盧格安才會露出那種自信的微笑。

他就知道有人會問這個問題!

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