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薛定谔定律通俗的意思 薛定谔定律( 二 )


在接下来的一个多月里，薛定谔倾注了一生的创造力，写出了著名的薛定谔方程 。

对于巫师薛定谔来说，他的创造力似乎和女人的温柔成正比 。女神在手，我拥有世间万物 。
1926年1月27日，薛定谔给《物理学年鉴》发了一篇题为《作为证明值的量子化》的文章，论文于3月13日发表 。
而且在1926年上半年，薛定谔连续发表了6篇关于量子力学的论文，进一步提出了非定常波动力学方程，描述了波函数ψ随时间的演化过程 。

其实这是量子力学中的另一个基本假设 。我们之前也提到了一个基本假设 。不知道大家有没有印象 。它说在量子力学中，物理系统中的每一个力学量都对应一个线性算符 。
所以关于薛定谔方程的假设是，波函数ψ，随着时间的演化，服从非定常薛定谔方程 。这里有个问题 。你可能认为薛定谔方程的解ψ本身就是一个描述电子波随空和时间变化的函数 。
为什么这是一个假设，而不是一个明确的定理？原因很简单，因为薛定谔方程无法用严格的逻辑从经典物理中推导出来，也无法用数学方法证明，所以薛定谔方程本身就是一个猜想，我们只能把薛定谔方程作为量子力学的一个基本假设来验证 。
这也是为什么在所有的量子力学教材中，提到薛定谔方程的时候，都没有提到薛定谔方程的推导过程 。而是直接给出这个方程，你只能无条件的接受它，作为量子力学最基本的方程 。
鉴于薛定谔方程的极端重要性，我们将在下一个视频中详细解释薛定谔方程 。毕竟它的解ψ也引出了概率解释，态叠加原理和波函数坍缩 。

我来说说薛定谔的波动力学和海森堡的矩阵力学 。
与矩阵力学相比，波动力学和矩阵力学一样，可以自然地推导出氢原子的所有定量条件，不再需要玻尔-索末菲原子模型中那些看似不自然的假设 。
而且波动力学把电子看成是一种连续波，给人们提供了一个基于波动和连续性的视觉图景 。现在物理学家可以想象电子是如何在他们大脑中的原子内部工作的 。更重要的是，波动力学的数学形式是微分方程，任何物理学家都很容易得到，而波函数ψ对任何经典物理学家来说都不陌生，因为宏观物质波的涨落 。
不像矩阵力学以粒子和不连续性为基础，抛弃了视觉画面，你无法在脑海中想象原子中电子的工作机理，只能通过数学来把握 。而且它的数学形式不在物理学家常用的工具范围内，所以矩阵力学比较抽象，枯燥，难以理解 。
如此鲜明的对比，可想而知波动力学发表后物理学家是多么的高兴，矩阵力学发表后海森堡的脸被冷落 。

薛定谔的论文发表后，他立即致信普朗克和爱因斯坦，征求他们的意见 。普朗克给出了肯定的答案，爱因斯坦说这是天才的想法 。薛定谔高兴得像个被大人夸奖的孩子，在信中对爱因斯坦说:得到你和普朗克的认可，比得到半个世界的认可更重要 。
以后薛定谔遇到反驳他理论的人，会说我的理论是德布罗意启发的，是爱因斯坦评价的 。评价虽短，但很有远见 。
很快，所有的物理学家都转向薛定谔一边，索末菲、泡利、乌伦贝克和费斯特、艾伦 。他们非常高兴，再也不用学习奇怪的矩阵数学了 。
基本上所有的物理学家都把之前关于矩阵力学的论文改写成波动力学的形式重新发表，这让海森堡很生气，他感到了前所未有的挫败感 。

更让海森堡气愤的是，6月份波恩居然支持波动力学，用它来解决原子问题 。海森堡大怒，说波恩是叛徒 。
海森堡自己也知道，在处理实际问题时，波动力学确实比他的矩阵力学简单 。他在7月秘密地用波动力学解释了氦分子的光谱 。
但在海森堡心里，总有一种自己的儿子被抢了的感觉，很难受 。但是薛定谔自己很快证明，虽然他的波动力学和海森堡的矩阵力学有不同的物理基础，一个描述波，一个描述粒子，但是在数学上是完全等价的 。
但是薛定谔的数学在处理量子自旋问题上稍显不足，因为薛定谔的方程没有考虑高速运动的电子在自旋状态下的相对论效应 。
既然两种力学是等价的，那海森堡和薛定谔就不矛盾了吗？其实矛盾才刚刚开始 。
海森堡矩阵力学基于粒子性质和不连续性，电子在两个能级之间会有神秘的跃迁 。
但薛定谔否定了这一点，认为在原子领域波动性占主导地位，试图用波动力学重新还原一个连续的世界 。他甚至否认电子在轨道间的跃迁，认为电子是以波的形式，在轨道间进行连续平滑的跃迁 。


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