所以,它不仅可以描述电子的运动,也可以描述一切微观粒子系统的运动。
“哦!上帝啊!”
“如果它是错的,我一定会立刻死去!”
写出方程之后,薛定谔并没有大功告成。
他还需要使用这个方程,解决现实问题。
至少要通过这个波动方程,可以推导出旧量子论的一切内容。
这时,薛定谔拿上他的烟斗和论文,小心翼翼地走出别墅。
他来到奥伯湖的旁边,在椅子上坐了下来。
高远的天空,飘荡的白云,飞翔的鸟儿,湛蓝的湖水。
先前还觉得索然无味的景色,此刻在他眼里却犹如人间仙境。
他的心也随之平静下来,重新开始思考。
第一步,他需要对这个方程进行解释。
波动方程的核心就是波函数ψ(r,t)。
这个方程的求解,就是要求出符合方程条件的ψ(r,t)。
举个例子,比如x1=2。
它的解很简单,就是x=1。
而现在,波动方程的解不再是一个简单的数字,而是一个复杂的函数:ψ(r,t)。
ψ(r,t)描述了微观粒子的状态,随着空间参数r和时间参数t的变化规律。
只要在方程中给出了初始条件和边界条件,就能算出ψ(r,t)函数的表达式。
到这里,都没有问题。
然而,在下一步解释波函数本身含义的时候,薛定谔却犯了一个错误。
这个错误连他自己也不知道,甚至他不觉得是错误。
基于这个错误,将会引一场大辩论。
从而有了那句著名的“薛定谔不懂薛定谔方程”。
此刻,平静的奥伯湖中心处,突然有一条不知名的大鱼一跃而出水面。
然后,大鱼又重重地摔入水面。
它荡起的水波,以自身为中心,传向四面八方,仿佛整片天地都生动起来。
薛定谔见此情景,心中一动。
他为电子波函数找到解释了!
他把它和经典物理学中的波动方程类比起来。
就好比眼前的水波。
水波也有自己的波动方程,方程里同样有波函数ψ水(r,t)。
ψ水(r,t)表示了在某一时刻,水波的形状。
如图所示:
当时间t=1s时,水波的形状是上面那个。
x1点所在的位置的振幅是a。
当时间t=1os时,由于水波一直在向前传播,所以形状变化成下面那个。
此刻,x1点所在的位置的振幅就变成了a。
因此,波函数ψ水(r,t)就可以对水波这个体系进行描述。
只要知道了它,我们就能计算出任意一点在任意时刻的振幅是多少。
这就是经典物理学中对于波函数的解释。
薛定谔心想:
“电子的波函数ψ(r,t),就代表了真实的电子波。”
“电子波和水波一样,它是真的在波动,是一个实实在在的波。”
不仅如此,他甚至在德布罗意的物质波理论上,更进一步。
“此外,电子只能是波,它没有粒子性,”
“我们之所以在实验中检测到电子的粒子性,其实是检测到了电子波的波包。”
所谓波包,形象地理解,就是把上图中的曲线当成一个整体。
它显现出了粒子性。
薛定谔已经陷入了一种玄之又玄的境界。