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重生,然后成为大科学家_赵师雄(第95章 克莱因戈登方程) 第(3/4)页

这本是一种毫无技术含量,只需要大量重复的体力工作。

然而就是这个工作,差点就要了奥本海默的命,也差点就要了布莱克特的命。

有前人的教训在此,陈慕武又怎么敢给这位爷安排动手操作的实验呢?

还是乖乖跟在自己身边研究理论就好了。

“当然,陈老师,您忙您的。如果有什么事情我能帮上忙的话,也请尽情吩咐我。”

虽然奥本海默表现得很积极,可陈慕武却在心里说,我怎么敢!

但是他表面上还是要客客气气的:“你这段时间如果想要自习的话,可以去基督学院的图书馆,当然也可以到我这里来。

“如果在学业上遇到些不懂的地方,我们也可以互相探讨。不过,有关量子力学是什么,矩阵又到底是怎么一回事这个问题除外,我现在就正在写一篇与之相关的论文,等写出来之后,应该就能解答疑惑了。”

陈慕武前一段时间抛出来的那个大杀器,现在仍然是谁看谁迷糊。

就连在布里斯托尔郡过暑假的狄拉克,这个在近代物理学家中数学最好的一个人,在得知陈慕武回到剑桥之后都给他寄来了一封信,向他询问有关量子力学的一些事情。

“好的,多谢陈老师。”

师生之间的谈话就此结束,陈慕武在办公桌上摆好笔、纸和打字机,而奥本海默也从自己随身携带的书包里掏出来一本书,在沙发上安静地读了起来。

……

在原时空里,薛定谔确实给出了第一个波动方程,这个方程能描述微观粒子,其实在一开始就是电子的运动规律。

而且这个方程有很大的局限性,因为薛定谔方程的动能和动量都是从经典力学中得来的,那么他也就只能描述低速运动的电子。

当电子的速度接近光速,也就是进入相对论效应的势力范围之后,薛定谔方程就失效了。

同时,正像之前陈慕武给德布罗意推导如何猜出薛定谔方程时那样,用这个方程求解氢原子光谱,只能得到三个量子数,却得不到被电子自旋所控制的第四个量子数。

这也就是说,薛定谔方程无法描述电子的自旋。

为了解决薛定谔方程只能描述低速电子这第一个问题,人们在相对论效应下做了许多尝试。

这不能怪薛定谔没学好相对论,只能从经典力学入手。

只是在狭义相对论的能量-动量关系下得到的方程,并不能得到氢原子的光谱,让薛定谔认为这是一个错误的方程。

可其实薛定谔不知道的是,他一开始在相对论能量-动量关系下求解出来的方程,则正是这个被瑞典物理学家奥斯克·克莱因和沃尔特·戈登分别独立提出来的克莱因-戈登方程!

只是这个克莱因-戈登方程,其实是个看上去很美的银样镴枪头

它不能正确地求解出氢原子光谱来不说,还存在有很多其他的大问题。

因为在克莱因-戈登方程中,其中用到的有关粒子能量的部分,用的不是能量E本身,而是能量的平方项E^2。

这就导致了在求解粒子能量的过程中,要对这个平方项开根号,才能得出最终的能量。

就连中学生都知道,开根号就会同时出现正负两个解,这也就意味着,最终求得的能量也有正负两个。

粒子具有正能量,当然没什么问题。

而粒子具有负能量……

按照爱因斯坦的质能方程,E=mc^2,粒子能量为负数的话,相应的其质量也同样应该为负数。

可是,怎么会有负质量的粒子呢?

这简直就是滑天下之大稽!

然而克莱因-戈登方程的荒谬之处还不止于此,因为求解这个方程不但能得到负的能量,还能得到负的概率。

和负能量比起来,负概率就更不可理喻了!

平日里描述一个事件的发生概率非常小,我们只会说这是零概率事件,但绝不会说它是负概率。

鬼知道负概率事件究竟会是一种什么东西!

明知道克莱因-戈登方程是一个笑话,可为什么陈慕武还一定要把这个方程写进自己的论文里呢?

这有两方面的原因,一是这个方程也并不是一无是处,在很久之后的后来人们发现,克莱因-戈登方程虽然不能描述像电子这种自旋为半整数的费米子,但是可以描述一些自旋为零的粒子的运动规律。


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