作者zweisteine (聖人見微以知萌)
看板Physics
標題Re: [問題] 請問薛丁格方程式的物理意義?
時間Sat Oct 3 05:23:47 2009
有些板友對於「推導」兩個字有些爭執
其實物理都是從一些基本假設出發,
而有時候兩個理論有不同的基本假設, 但是最後的結果是等價的。
(有些板友繼續在推文中戰「物理到最後都還是要有一些公設的」
也許我開宗明義講這兩句還不夠顯眼 特別標亮好了)
比方說Lagrangian formulation和牛頓力學之間的關係就是個例子,
在Lagrangian formulation的描述中F=ma不再是基本假設,
而是在這套架構下給定基本物理量的形式後推導出的equation of motion.
但是兩套架構之間,沒有誰比較基本的問題。
同樣的我可以寫一個非相對論性的量子場論,
然後算出它的EOM,發現它就是薛丁格方程。
這時薛丁格方程當然就是被推導出來,
但是如前面所說,它並不因此變得比較不基本或比較不重要。
這種作法在非相對論力學沒什麼實益,
(回板友推文:我是說「把誰當作公設」在不考慮相對論時比較沒有差異,
不是說非相對論場論沒有意義,請不要誤會。若表達上造成誤會請見諒
話說回來,凝態裡面連弦論都有喔XD)
但是要考慮相對論效應時就可以看出價值。
如果把薛丁格方程當作公設,
那麼考慮相對論效應時,
Schroedinger eq.的公設為什麼要換成Klein-Gordon eq.、Dirac eq.或Maxwell eq.,
就會是個無法講清楚的問題,只能說「公設就是公設,小孩子不要問」。
所以從場論的觀點,就會用量子力學基本假設,
加上對稱性、Unitarity、Causality、Locality等考慮,
先「湊」出Lagrangian後,再推導出EOM。
這時剛剛說的難以說服人的問題,
就只是相當於把牛頓力學中的E=P^2/2m換成E^2=(cp)^2+(mc^2)^2,
還有時空對稱性從伽利略變成Lorentz而已,
使得古典和量子之間有個更漂亮的連結。
註:其實場論和直接把EOM當作公設並非完全等價,
不過這之間涉及一些比較複雜的東西,就不在這裡多講了。
快打完的時候斷線,我的P幣啊更!
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◆ From: 82.139.81.91
推 oolontea:但不管怎樣,最終一定有個最基本,無法推倒的公設,對吧? 10/03 06:36
→ zweisteine:我猜你是要說「推導」? 10/03 07:27
推 chenn:終於有人出來說了 四維量場都可以導出Klein-Gordon Dirac eq 10/03 12:03
→ chenn:一維量場 導不出schrodinger 那也蠻奇怪的..... 10/03 12:05
→ chenn:我映像中台大黃克寧老師的量子力學(有出書 可以去翻)就是用 10/03 12:06
→ chenn:用較基本unitary transformation概念 導出schrodinger eq 10/03 12:08
→ chenn:這本書我有不過搞丟了 我記得我在誠品都還有看過這本書 10/03 12:09
→ chenn:我沒看過sakura的量力 不過推薦Kurt Gottfried的量力 10/03 12:10
→ chenn:這本其實是高涌泉老師強力推薦的 10/03 12:11
→ chenn:他說sakura很多沒有深入的重點 這本講的很精確 10/03 12:11
→ chenn:不過這本書很硬 但是精彩度 緊湊度很高 10/03 12:13
→ chenn:當然量力還是有個理論上必須先預設的 就是planck constant 10/03 12:14
→ chenn:我上面說的兩本書 都是從較廣的基本假設出發導出schrodinger 10/03 12:16
→ chenn:equation 10/03 12:17
→ chenn:我是還沒碰到弦論 不過有聽說弦論為啥是最後理論是因為 10/03 12:18
→ chenn:他不必設個預定參數這種東西(planck constant) 10/03 12:18
→ chenn:另外再給大家一個想法 就是如果說schrodinger eq是量子化 10/03 12:21
→ chenn:不可避免的公設 那"量子"場論的量子化也要包含該方程式了?? 10/03 12:22
推 chenn:但是現今的理論下 量場應該視為比量力要更準確更基本的理論 10/03 12:27
→ chenn:畢竟它是完全符合狹相前提下的產物 10/03 12:29
推 chenn:對了 Gottfried的量力 很硬這句話是我說的 不是高老師說的 10/03 12:33
→ chenn:那是我念起來的感覺 高老師應該不覺得吧XD 10/03 12:34
推 jhihshihyou:樓上講的 似乎不是這篇文章要表達的.... 10/03 12:34
推 chenn:恩 我說了兩本書是我覺得應該不是視schrodinger為一開始 10/03 12:37
→ chenn:必須的公設 然後我從一些量場的想法下回頭看量力的公設問題 10/03 12:38
→ jhihshihyou:考慮對稱性等等所導出的Lagrangian,不一定要得到你要 10/03 12:38
→ chenn:大概就是重點 我推文就是想到啥就打啥 有點亂 抱歉 10/03 12:39
→ jhihshihyou:的EOM. 10/03 12:39
→ jhihshihyou:但是把方程式當公設,自然可以寫下相對應的Lagrangian. 10/03 12:40
→ jhihshihyou:順帶一提 場論以完全符合狹相為前提 念凝態的可會抗議 10/03 12:43
推 chenn:哈 我知道 你是說非相對論場論的應用 10/03 12:44
→ chenn:但是就物理史來說 一開始的目的是要把相對論跟量子化結合 10/03 12:45
→ chenn:場論在凝態上統計上也超成功 而且凝態是場論不可少的領域 10/03 12:47
推 zealeliot:考慮unitary trans導出薛丁格 uni trans本身也是公設阿 10/03 13:22
→ zealeliot:到最後都還是要有一個源點當成公設 10/03 13:22
→ SilverWolf10:從Lorentz symmetry和unitary導KG equation看起來很 10/03 16:52
→ SilverWolf10:自然 可是為什麼時空要滿足Lorentz symmetry? 10/03 16:53
→ SilverWolf10:物理說到頭 還是要有一些基本假設 就好像canonical 10/03 16:53
→ SilverWolf10:quantization 會是對的? 沒人知道為什麼 10/03 16:55
※ 編輯: zweisteine 來自: 82.139.81.91 (10/03 17:09)
推 SilverWolf10:題外話 說到場論的書 應該沒有書比Weinberg硬吧XDDD 10/03 17:00
→ SilverWolf10:然後 我個人相當好奇Z大的註裡的詳細內容 Z大有空的 10/03 17:00
→ SilverWolf10:話 就把詳情打出來吧!! <(_ _)> 10/03 17:01
推 leo80042:同意樓上兩位。另外如果要講弦論,那為什麼不問"萬物皆弦 10/03 17:18
→ leo80042:"這個公設是怎麼導出來的呢:P 可見當你限定了某個討論範 10/03 17:18
→ leo80042:圍,例如量物以上場論以下的非相對論性量子力學,那薛丁 10/03 17:19
→ leo80042:格方程式顯然就得當為公設。當我們把討論範圍拉大,也許 10/03 17:20
→ leo80042:原先有些公設變得可以導了,但又會有新的公設進來,完全 10/03 17:20
→ leo80042:只是因為問題的層次不同罷了~ 10/03 17:20
→ chungweitw:依然不同意 推導 這用語. 倒果為因. 10/03 20:31
→ chungweitw:原po 有小心地說出 "湊" 出 Lagrangian. 10/03 20:33
→ chungweitw:但是chenn有把它變成從此 Langrangian 推導出 10/03 20:34
→ chungweitw:Dirac eq. K-G eq. Maxwell eq. 等等. 10/03 20:34
→ chungweitw: 又 10/03 20:35
→ chungweitw:所以其實我不太同意此篇. 有點抹煞過去實驗學家的苦心 10/03 20:52
→ chungweitw:這些基本定律不是理論學家去推出來的. 是實驗學家得到 10/03 20:52
→ chungweitw:結果而讓理論學家去湊Lagrangian的 10/03 20:52
→ zweisteine:我所要強調的,只有拿什麼部份來當基本定律的差異 10/03 21:41
→ zweisteine:並非否認基本定律的唯一基礎是實驗這件事 10/03 21:42
推 HDview:還是推不出來 10/03 21:44