1: 观测实验,觉得粒子有波动性,猜测自由粒子是平面波,并做一些简单预言。
2: 通过平面波,和薛定谔方程(H|psi>=E|psi>,这个方程很抽象,解决不了任何问题),猜测这个抽象方程的现实对应,即p为坐标的偏微分,E为时间的偏微分。即确定力学量和算符的对应关系。
3:写出H的一般形式,即H包含任何形式的势能。利用偏微分算符,原则上可以解出任何波函数的解,但是这个解不一定是平面波或者驻波,可以是任何东西(引入势能是经典力学哈密顿量要求的,必须有动能项和势能项,你的一切分歧都来此于此,但是这一项是经典要求,不是量子要求)。
4:实验验证一些复杂的解,比如氢原子,比如谐振子,等等,发现和实验相符。
5:确立力学量对应算符作为基本原理。
类比一下这个逻辑:
1, 牛顿看见重物下落
2, 牛顿认为万有引力
3, 牛顿观察开普勒3定律觉得万有引力是平方反比(不记得是不是这样了)
4, 牛顿确定万有引力公式
5, 万有引力公式作为牛顿力学基本原理之一
最初得到定律的时候,需要一些启发性思维和类比(比如你所说的数字游戏),(比如波动的引入)但是不代表一开始的启发性思维就是整个理论框架的基础。苹果,开普勒3定律都是基本定律描述现象的一个子集,但是他们不能描述其他的东西,所以不是基本的。所以说平面波和驻波有他们存在的地方,但是绝对不是基本的。试图用这个解释一切,是不可能的。
在接触未知世界的时候,第一次观察(接触)会让我们有很多灵感,对于暂时不能列出方程描述的东西,我们会用类比去描述未知事物,但是当充分了解之后,必然有更基本的概念,第一次看见的东西仅仅是微不足道的一小部分而已。你理解了么?
所以你跟着物质波的思路历程,经历的只是发现定律的原初思维,而不是看见了完整的量子力学框架。其实很多科普的手法就是如此的(因为框架总是要涉及方程,方程总是枯燥的),比如非常经典的时空的弯曲用一个膜来描述,但是你能用一个重物和膜去真正计算出黑洞的引力场么?无论你怎么摆弄那个重物恐怕都不行吧。
作者:bellbasis 时间:2010-07-28 01:29:48
所以说,原初发现定律的时候的思路,和科学体系成熟时的思路是完全不同的。原初发现定律的思路是非常难以理解的,那都是天才的思维,一些结论虽然怪异,但是居然是大部分是正确的。当体系成熟以后,我们不需要天天用那种思维去解决问题。
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