yueliusd07017的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yueliusd07017

博文

最本质的量子力学的基本假定实际只有一条

已有 1584 次阅读 2024-9-4 14:08 |个人分类:微波吸收|系统分类:科研笔记

1 教课书列举多条量子力学的基本假定

1 任何一个微观状态可以用一个波函数(数学函数)表示;

2 这个波函数用薛定谔方程求得;

3 状态的物理量用算符提取。

4 状态的物理量的平均值通过本征函数展开求取。

从概念上看,量子力学是物理的革命性理论。

上述量子力学基本假定最根本的是量子力学基本假定2,其它假定都可以从这一条假定派生出来:

2 量子力学最本质的基本假定(公理):

在经典波动方程中引入波粒二象性得到薛定谔方程。

在经典波动方程中引入波粒二象性是否正确不能通过数学证明,因此它是量子力学的公理,即上面的量子力学基本假定2.

这条假定的实质是将经典波动力学和经典粒子力学结合在一起,这种结合的正确性是从它得出的结果与自然世界实际相符而决定的。

从这个意义上讲,量子力学是物理的自然进化,而不是革命。

经典波动力学和经典粒子力学的原理(波叠加原理、能量守恒、电磁理论等)在量子力学中仍然成立。

除了这一条基本假定外,量子力学与经典理论一样,同样采用数学逻辑推理。量子力学中的数学与经典力学中的数学都是数学,采用同样的数学逻辑。

由于经典波动力学和经典粒子力学结合,产生一系列新的概念:

因为波粒二象性的要求,量子力学中没有经典轨道概念,有海森堡的测不准原理。

建立经典物理量与算符的关系,因而有本征函数集的概念。

因为本征函数集,建立能量量子化概念、零点能概念等。

这条基本假定还说明,波粒二象性是建立量子力学的基石。

3 量子力学的其它假定都是薛定谔方程假定的必然,可以去掉

薛定谔方程就是要给出微观对象状态的波函数,因此量子力学基本假定1没有必要。

因为波动方程引入波粒二象性,必然导致与经典力学量对应的算符,如能量算符、动量算符等。因此量子力学基本假定3可以省去。

薛定谔方程是微分方程,因而保证了波叠加原理在量子力学中仍然成立。算符有本征函数集合,因此薛定谔表象与狄拉克的矩阵力学表象等价。任何微观状态可以按本征函数展开,因此有物理量的平均值概念。量子力学基本假定4可以省去. 基于本征函数集的概念,建立角动量等其它物理量的算符。

量子力学自成体系,是完整的学科理论。

量子力学之所以是量子力学,就是它有自己特定的基本假定从而区别于经典力学理论。

量子力学与经典力学不矛盾,当微观对象不再被束缚在微观尺度内时,量子力学结果与经典力学结果等价。

=================

4 颠覆性成果的灵感往往起源很微小的想法

建立量子力学的灵感仅仅是在波动方程中引入波粒二象性。这一个小灵感导致量子力学大厦的建立。

建立微波吸收的波动力学理论的灵感仅仅是发现现行微波吸收理论混淆了膜和材料的区别。但是这个小小的灵感导致了微波吸收的波动力学学科理论的建立。

但是这种不起眼的灵感不是谁都能抓住的,只有少数人才能把持住。

颠覆理论的创建者必须有超过同时代人的认知,才能抓住这种小灵感。

这种认知绝不是进实验室做实验就能遇到的,

抓住这种微弱的灵感绝非偶然,是长期积累的结果。

超过同时代人的认知是长期培养的结果。

与大多数人不同,

他们对所接触到的任何知识想的都很深入,都有自己独到的理解,

因而他们对当前学科知识有真正理解。

这种长期的功夫使他们有能力捕捉到那些很微小的灵感。

这种能力不是任何人想具备就能具备的,

这种能力是长期积累的结果。

5 量子化学论文

核磁共振的谱线分裂可以用量子力学通过数学分析准确描述。详情见下面文章的附录4:

Liu Y, Drew MGB, Liu Y. Characterization microwave absorption from active carbon/BaSmxFe12−xO19/polypyrrole composites analyzed with a more rigorous method. Journal of Materials Science: Materials in Electronics 2019, 30(2) 1936-1956. Appendix 4

http://dx.doi.org/10.1007/s10854-018-0467-1

-------------

传输线理论是被证实的经典电磁学理论,量子力学与经典传输线理论有异曲同工的效果,详见:

Liu Y, Tai R, Drew MGB, Liu Y. Several Theoretical Perspectives of Ferrite-Based Materials—Part 1: Transmission Line Theory and Microwave AbsorptionJournal of Superconductivity and Novel Magnetism 2017 , 30(9) 2489-2504.

http://dx.doi.org/10.1007/s10948-017-4043-3

================

Liu Y, Liu Y, Drew MGB. Correlation between regioselectivity and site charge in propene polymerisation catalysed by metalloceneStructural Chemistry 2009 , 21(1) 21-28.

Liu Y, Wang Q, Liu Y, Yang X-Z. Thermal irreversibility study on the electrocyclic reaction of diaryl maleic anhydrides by density functional calculationsChemical Physics Letters 2003 , 373(3-4) 338-343.

Liu Y, Drew MGB, Liu Y. Intermediate ion stability and regioselectivity in propene polymerization using neutral salicyladiminato nickel(II) and palladium(II) complexes as catalystsJournal of Molecular Structure: THEOCHEM 2007 , 809(1-3) 29-37.

Liu Y, Drew MGB, Liu Y. The crucial importance of agostic interactions in intermediates formed in propylene polymerization using neutral salicyladiminato palladium(II) and nickel complexes as catalystsJournal of Molecular Structure: THEOCHEM 2007 , 821(1-3) 30-41.

Yang Z-D, Liu Y, Liu Y. Regioselectivity Study on Propylene Polymerization Catalyzed by Neutral Salicyladiminato Pd(II) Model Complex with DFT Method结构化学 (Chinese J Struct Chem) 2005 , 24(06) 723-728.

Liu Y, Zhang M, Drew MGB, Yang Z-D, Liu Y. A DFT study of propylene polymerization using neutral salicyladiminato nickel(II) and palladium(II) as catalystsJournal of Molecular Structure: THEOCHEM 2005 , 726(1-3) 277-283.

Liu Y, Liu Y, Drew MGB. Correlation between Fourier series expansion and Hückel orbital theoryJournal of Mathematical Chemistry 2012 , 51(2) 503-531.

刘颖 , 台睿 , 刘跃 . 晶体场与磁学性质 . 化学教育 (Chinese Journal of Chemical Education), 2015 , 36(6) 1-10.

Liu Y, Liu Y, Drew MGB. Where Should the Nuclei Be LocatedJournal of Chemical Education 2005 , 82(2) 320 - 322.

Liu Y, Liu B, Liu Y, Drew MGB. Connections between Concepts Revealed by the Electronic Structure of Carbon MonoxideJournal of Chemical Education 2011 , 89(3) 355-359.

Liu Y, Liu Y, Liu B. A New Method for Obtaining Russell − Saunders Terms. Journal of Chemical Education 2010 , 88(3) 295-298.

Liu Y, Liu Y, Drew MGB. The use of Three Simple Related Procedures in Determining the Russell-Saunders Terms of Equivalent ElectronsThe Chemical Educator 2012 , 17 118-124.

Liu Y, Liu Y, Drew MGB. Aspects of quantum mechanics clarified by lateral thinkingThe Chemical Educator 2011 , 16 272-274.

Liu Y, Liu B, Liu Y, Drew MGB. Observations on calculations of configuration interaction and basis set superposition errorThe Chemical Educator, 2011: 202-205.

刘颖, 段纪东, 张洪波, 刘跃. 烯烃催化聚合反应中的区位选择性和 Mulliken 位置电荷高分子通报 (CHINESE POLYMER BULLETIN) 2011 (5) 93-97.

刘佳雯, 刘颖, 杨小震, 刘跃. 新型 Ni 催化剂催化乙烯聚合的中性机理高分子学报 2004 (3) 333-338.

Wang J, Liu Y, Zhang M, Qiao Y, Xia T. Comparison of the Sol-gel Method with the Coprecipitation Technique for Preparation of Hexagonal Barium FerriteChemical Research in Chinese Universities 2008 , 24(5) 525-528.

LIU Y, LIU Y, Michael DG, LIU J-W. Design and Theoretical Study of Nickel Catalysts for Syndiotactic PolyolefinsChinese Journal of Chemistry 2003 , 21(05) 481–484.

Che C-b, Zhang H, Zhang X, Liu Y, Liu B. Ab Intio and Kinetic Study on CH3 Radical Reaction with H2COThe Journal of Physical Chemistry A 2003 , 107(16) 2929-2933.

王骐, 刘跃, 刘颖. 2, 3- 二芳基马来酸酐环合反应机理的计算研究高等学校化学学报 2003 , 24 1869-1872.

刘跃, 杨照地, 刘颖. 水杨亚胺基钯催化聚合丙烯的密度泛函理论研究化学学报 2003 , 61 1528-1532.

刘跃, 王骐, 刘颖. 几种过渡态结构的有效优化方法研究分子科学学报 2003 , 19 181-185.

刘跃, 王骐, 苏忠民, 刘颖. 用 Gaussian 98 程序计算钪和钛原子价层电子组态能量分子科学学报 2002 , 18 98-102.

刘跃, 刘佳雯, 杨小震. 新型镍催化剂催化乙烯聚合的阳离子机理物理化学学报 2002 , 18 1068-1070.

Liu Y, Yang X-z, Dai B-q, Su Z-m, Wang Q. Conformation of 1,2-Dimethoxyethane in WaterChemical Research in Chinese Universities 2001 , 17(03) 315-317.

刘跃, 戴柏青. DME 构象的 ADF 研究分子科学学报 2000 , 16 110-113.

刘跃, 赵成大, 黄敬安. 双桥反应机理的从头计算研究物理化学学报 1994 , 10 154-158.

刘颖, 杨小震, 刘跃. 双桥反应及其应用化学通报 1994 (10) 20-22.

Liu Y, Yang XZ. A Study of Packing Structure of Poly(p-Phenylene Benzobisthiaole) by Molecular SimulationChinese Chemical Letters 1993 , 4(09) 779-782.

王骐, 刘颖, 张密林, 刘跃. 二芳基马来酸酐吸收光谱的计算研究光谱学与光谱分析 2005 , 25 685-687.

王丽丽, 李阳, 刘颖, 刘跃, 磷掺杂锐钛矿二氧化钛能带结构的从头计算研究分子科学学报 2012, 28(3)248 - 251, DOI: 10.13563/j.cnki.jmolsci.2012.03.013

刘芳, 刘佳雯, 刘颖, 刘跃. 新型 Ni(Ⅱ) 催化剂催化聚合乙烯电中性机理的量子化学研究分子科学学报 2004 , 20 43-48.

刘佳雯, 刘颖, 刘跃. 中性水杨醛亚胺镍催化烯烃聚合反应链引发机理的密度泛函研究分子催化 2006 , 20 51-56.



https://blog.sciencenet.cn/blog-3589443-1449589.html

上一篇:[转载]The trouble with string theory
下一篇:没有永远的学术权威是科学进步的源动力
收藏 IP: 39.152.24.*| 热度|

17 宁利中 王涛 孙颉 杨正瓴 郑永军 周少祥 尤明庆 池德龙 钟炳 高宏 崔锦华 朱晓刚 张忆文 朱林 刘进平 钱大鹏 马鸣

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (6 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-11-21 23:07

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部