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物理意境豁通偶举(范洪义作)

已有 833 次阅读 2022-9-4 21:35 |系统分类:观点评述

文学家和艺术家都津津乐道意境, 而物理的意境非潜心研究者方能有所体会,尤其是物理意境之间的豁通更是难能可贵。 古人曰:“夫意似曲而善托,调以杳而弥深。”量子力学的意境曲而杳,是直觉联想的蜿蜒演绎。先是玻尔碍于电子辐射会渐渐消耗能量最终掉到原子核上去而不得不假定原子可能处于稳定轨道(稳定态),只有从一个稳态跃迁到另一个稳态的情况下才发生光辐射,这是稳中生变的意境,如坠叶落入静水, 冲然而澹。但是海森堡脑中的意境不是轨道稳态,而是与跃迁轨道相联系的一组可观察量,每个量都和两个元素关联(表示初态和终态)。然而,如何将可观察量适配于与经典的牛顿力学方程呢, 海森堡束手无策,处于了不安的意境,因为他的可观察量之间不可交换,这难道是个死胡同的境地吗? 幸亏了狄拉克及时出手使得海森堡摆脱了困境,狄拉克用一百年前牛顿力学的哈密顿形式和泊松括号类比量子括号,将物理意境豁然开通。 所以后来狄拉克在回忆自己对物理的贡献时将这个发现置于首位。

 意境的豁然开通有时真是踏破铁鞋觅处,得来全不费工夫。例如,既然经典泊松括号有量子对应,那么如何将经典正则变换直接过渡到量子幺正变换呢,这个问题如空穴来风,想到它难,解决也不容易。 然而,一俟有序算符内的积分技术发明后,用它对狄拉克ket-bra算符积分就解决啦。

 不少量子科普作家在讲非相对论量子力学方程时往往忽略了狄拉克的这个贡献,以及哈密顿的卓越先见,不无遗憾吧!


  




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2 王涛 王安良

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