薛丁格方程是需要在物理學基礎領域都已經具有定義後才能得到的

2021-01-07 扯淡的青春誰娛樂誰

原本量子力學的表述所針對的對象是波函數,然而對這種(模態)函數尋找密度本身是很複雜的問題,而qcd對於這個問題的表述則相對簡潔易懂。回答問題之前,需要談談什麼是量子力學以及其對應的物理學基礎知識。量子力學已經很接近實際的理論,但是實際的應用是處於量子特性的量子力學基礎,量子特性本身是超出經典物理的認知的,超出後的量子物理已經不再是量子力學所闡述的那樣了。比如說弦理論是將經典力學自然的應用到弦,解釋量子問題,這也是現在弦理論熱的原因。

而如果要應用於單個量子力學基礎,那只能用純物理的方法來解釋。而量子密度本身是建立在薛丁格方程得基礎上的。薛丁格方程給出的薛丁格位置與變化率關係,給出了密度。然而這裡就很有問題了,薛丁格方程是歸納出來的,它是需要在物理學基礎領域都已經具有定義後才能得到的。量子密度歸根到底是物理層面的,目前我還沒見過歸納量子力學的,而且相對於經典力學,量子力學顯然是基於微觀世界。所以如果沒有物理基礎(或者沒有時間搞清楚物理基礎),量子密度其實是和經典物理沒什麼關係的量子力學的另一個需要的結論,就是薛丁格位置與變化率的關係。

正是因為如此,薛丁格方程對物理學基礎的要求很高,如果你看過量子力學方面的東西,你就會看到現在很多物理學家雖然都學過量子力學,而且相關方面的東西都掌握的很精熟,但是實際上仍然無法深入到薛丁格方程的內涵。量子力學,它是動態的,以及微觀層面的動態。量子力學包含的理論的範圍極大,它的學習,邏輯的建立,都是非常消耗時間的,你如果只是簡單的學習了量子力學,可能會對之後的物理理論產生迷惑。

而對於本科生(我本科讀理論物理,在高中和大學也是老師天天放著量子力學),學習量子力學時就更是如此,有時你放棄學習量子力學和物理,不是你沒有能力,而是經濟能力,或者另外一個原因,反正學一點量子力學沒什麼大不了的(大學老師沒說過量子力學的知識也沒提過,本科老師也就給了一些思路性的東西)。本科生應當學習量子力學,而且學習的順序應當是先量子力學入門,然後再學其他的,比如場論,量子電動力學等。學習量子力學需要注意的是,量子力學的深入發展很大程度是依賴於弦理論的,如果你沒有任何弦論的學習,很難做量子力學物理系統的理論。所以你先要積累弦論的基礎知識,本科量子力學其實並不需要學習太多最初學量子力學應當積累的包括但不限於三個問題:你是否已經自學過量子力學?你是否熟悉電動力學或者類似場論的力學?你是否對各種不同尺度的?

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  • 【仿真百科】薛丁格方程
    單電子的波函數(位置的概率函數)稱為軌道,其中的量子數 n、l 和 m 具有確定值。波函數的線性組合(疊加)也是氫原子薛丁格方程的解。著名的薛丁格的貓便是對此概念的一個抽象描述。盒子處於關閉狀態時,貓既死又活;當我們打開盒子,就能確定貓非死即活。薛丁格方程在化學和物理學領域有著廣泛的應用,不僅如此,還在半導體和電子工業中用於分析各種器件和過程中的量子效應。薛丁格-泊松方程廣泛用於描述量子點顯示器和基於量子點的半導體器件。
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  • 薛丁格方程
    ,為量子力學的基礎方程之一,其以發表者奧地利物理學家埃爾溫·薛丁格而命名。方程的數學形式含時薛丁格方程含時薛丁格方程描述物理系統隨時間演化,其最廣義形式為:術語「薛丁格方程」可以指廣義形式的薛丁格方程,也可指具體形式的薛丁格方程。廣義形式的薛丁格方程名如其實,可以應用於廣泛量子力學領域,表達從狄拉克方程到量子場論的各種方程,只要將哈密頓算符的各種複雜表達式代入即可。
  • 「猜」出來的薛丁格方程
    一切運動中的微觀粒子都具有波粒二象性,所謂波粒二象性,簡單來說就是,運動中的微觀粒子會表現出波動性,其波長和動量的關係式符合德布羅意公式。我們把這種波稱為物質波。物質波不是經典物理學意義上的機械波或電磁波,物質波是概率波,即:物質波在某一地方的強度,與在該處找到物質波所代表的粒子的概率成正比[2]。
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    量子講堂第十三期:從薛丁格方程到薛丁格的貓,薛丁格親手創建的這兩件東西,第一件東西顛覆了經典物理學,第二件東西則顛覆了整個宏觀世界說起薛丁格,可能大家第一時間想到的就是那隻讓整個世界都為之瘋狂的薛丁格的貓,但薛丁格的貓僅僅是一個思想實驗而已。
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  • 用深度神經網絡求解『薛丁格方程』,AI開啟量子化學新未來|Nature...
    由此,人們也形成了一種既定印象,所有難以理解的問題都可以通過求解量子力學方程來解決。但事實上能夠精確求解方程的體系少之又少。薛丁格方程是量子力學的基本方程,即便已經提出70多年,它的氫原子求解還是很困難,超過2個電子的氫原子便很難保證精確度。不過,多年來科學家們一直在努力攻克這一難題。
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  • 用深度神經網絡求解「薛丁格方程」,AI開啟量子化學新未來|Nature子刊
    由此,人們也形成了一種既定印象,所有難以理解的問題都可以通過求解量子力學基本方程來解決。但事實上能夠精確求解方程的體系少之又少。薛丁格方程是量子力學的基本方程,即便已經提出70多年,它的氫原子求解還是很困難,超過2個電子的氫原子便很難保證精確度。
  • 薛丁格:物理學和化學理論上能詮釋生命現象。如今兩者都已經實現
    如他在書中說到「物理學和化學原則上可以詮釋生命現象」,他自身就已經完成了大部分的物理學對生命現象的詮釋;他還提出「基因是一種非周期性的晶體或固體,以及突變是基因分子中的量子躍遷引起的,突變論是物理學中的量子論,基因的持久性和遺傳模式長期穩定的可能性能用量子論加以說明」等等思想。
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    如他在書中說到「物理學和化學原則上可以詮釋生命現象」,他自身就已經完成了大部分的物理學對生命現象的詮釋;他還提出「基因是一種非周期性的晶體或固體,以及突變是基因分子中的量子躍遷引起的,突變論是物理學中的量子論,基因的持久性和遺傳模式長期穩定的可能性能用量子論加以說明」等等思想。
  • 薛丁格:另一個物理學天才
    薛丁格方程的解是一種波,它以絕妙的方式描述系統的量子特性。這種波的物理解釋引發出量子力學的哲學問題。周期函數的傅立葉分析任何一個周期函數都可以分解為一系列簡諧函數值的和。這樣一來,薛丁格方程的解(或系統的波函數)就由一個無限級數求和來代替,其中每一項是一個基本的單獨狀態,它們互相之間是自然調和的。
  • 波函數與薛丁格方程
    量子力學的學習一定要對波函數以及薛丁格方程這兩個概念有深刻的認識。目前我們已經學習了量子力學第一章內容,對於這些概念應該有自己的思考。      波函數是描述一個物理系統的時間演化規律的唯一基本函數。知道了它,原則上就可以得到該系統的所有物理量。
  • 一個巨大的量子現象——薛丁格方程上天了!
    而支配量子世界的方程的適用性,通常也被限制在亞原子領域。換句話說,微觀尺度所應用到的數學一般跟宏觀尺度沒有關係,反之亦然。○ 物理學家發現,在大質量天體周圍形成的圓盤內的波的傳播竟然可以被量子力學的基礎方程——薛丁格方程——所描述。
  • 世界上十大偉大公式之一:薛丁格方程,它顛覆了整個物理世界
    比較好玩的是,無論是愛因斯坦、德布羅意還是薛丁格都在有意無意中對量子力學的發展做出了卓越的貢獻。而電子的運動並不遵循經典物理學的力學定律,而是具有微觀粒子所特有的規律性——波粒二象性,這種特殊的規律性是玻爾在當時還沒有認到的。而玻爾的支持者海森堡則意識到,在當時物理學的研究對象應該只是能夠被觀察到被實踐到的事物,物理學只能從這些東西出發,而不是建立在觀察不到或者純粹是推論的事物上。也就是物理學的研究領域還只處於宏觀領域,而不涉及微光領域。
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