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范洪义:理论物理闲情偶寄《一》

已有 1693 次阅读 2016-1-13 20:02 |系统分类:科研笔记

文/范洪义


狄拉克初入道时曾对原子中电子的玻尔轨道有激情研究,为了理解在相互作用下玻尔轨道是如何形成的问题他苦苦工作了2-3年。直到他看了海森堡的文章后才意识到“我赖以出发的基本观念是错误的”。在海森堡的理论中,只有那些连接两个玻尔轨道的值(跃迁矩阵元)才会出现,这导致了坐标算符与动量算符不可以交换。受海森堡的文章的启示狄拉克领悟到不对易性是建立量子力学的关键,在悠闲散步时他突然想到了经典力学的泊松括号与量子对易括号的相似处,这深化了海森堡的思想,以后他花了一年时间发明了ket-bra符号,建立了表象理论,该理论的要点是完备性。

他随后写了《量子力学的原理》一书,书中希望他的符号法能在将来能以发展。书中他也提到了作用量在量子力学的地位,这个思想后来被费曼发展为“路径积分”理论。而如何发展符号法的突破口则由一个中国学生在《文革》期间自学量子力学时“侥幸”发现,那个学生在那个非常时期处在运动潮流的边缘,是个“逍遥派”,他闲情偶寄于一本量子力学书,在翻阅时对于坐标表象的完备性的积分式感到迷茫,于是提出如何对不对称的ket-bra符号实现积分,以后他花了7-8年时间找到了这类积分的崭新方法,不但推进了量子力学的发展与应用,揭示了量子力学的数理基础之美,而且为牛顿-莱布尼兹积分开拓了一个新方向。

于是有有识之士说:“要是狄拉克还健在,他会感谢那位中国人发展了符号法”,因为符号法是狄拉克的至爱,狄拉克认为它是永垂不朽的。


不是闲人闲不得,爱闲非是等闲人。理论物理学家的闲情偶寄常常会有意想不到的结果,不是吗?




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