作者JohnMash (John)
看板Physics
標題Re: [閒聊] 複數空間
時間Thu Nov 11 09:36:24 2010
※ 引述《gaviniscool (spectator)》之銘言:
: 標題: [閒聊] 複數空間
: 時間: Tue Nov 9 13:35:05 2010
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: ◆ From: 140.116.202.68
: 推 JohnMash:物質有干涉現象 因此必須用複數 11/10 23:35
: → JohnMash:電動力學用複數 就是這個原因 11/10 23:37
: → JohnMash:因此 量力 電動 都要用複數 11/10 23:38
: 推 zzhen:樓上說法怪怪的 Maxwell eqns最後並沒有複數出現 而且用複數 11/11 00:57
: → zzhen:是方便而非必須 TDSE出現i應該是表示Ψ有兩個互相影響分量吧 11/11 00:58
: → zzhen:在電磁學中 若令場=E+iB Maxwell eqns也會出現i 11/11 00:59
Maxwell Eqns. 要在一定的條件下 才會導出 波動方程式
所以電動力學到了 電磁波 時 才出現i
: 推 JohnMash:是實驗上的干涉現象迫使我們使用複數 11/11 01:06
: → JohnMash:因為 波動 需要有 振福 與 相位 才能產生干涉 11/11 01:08
: → JohnMash:物理的基礎是 實驗 11/11 01:09
: 推 JohnMash:複數是必須的 否則波無法攜帶相位 11/11 01:13
: 推 JAPTX4869:用cos函數(實函數)也可以有相位 只是計算比較複雜 11/11 01:18
: 推 JohnMash:必須先洞察實驗上的驚奇處 再去尋找事適當的數學 11/11 01:18
: → JohnMash:廣義相對論 也是先抓住了 等效原理的實驗 11/11 01:20
: → kuromu:如果是解出現虛數好像蠻正常 但是為什麼方程式一定有i出現? 11/11 02:52
因為 要有 波動解 又要 (非相對論性)粒子的能量動量關係
E = p^2/(2m)的非齊次關係 所以 Schrodinger Eq. 就出現了i
注意 由Schrondinger Eqn. 導不出 波動方程式
但是 他的解 卻滿足 波動方程式
如果考慮的是(相對論性)粒子的能量動量關係
p^2 c^2 + m^2 c^4 = E^2 的 Klein-Gordon Eq. 就沒有 i
當然 這都是後見之明
事件當事人 是在 前方混沌未明的情形下 摸索前進
其洞察力的確驚人
: 推 condensed:拓樸學上,複數平面和R_2空間同胚,用哪種純粹是計算方便 11/11 04:05
: → condensed:就跟爭論矩陣力學和波動力學何者比較實在,一樣是無意義 11/11 04:10
我想 當年量子力學的先驅 沒有人精通 拓墣
Hermann Weyl 是大數學家 但是搞出廣義相對論的 不是他
通常數學家 會將物理學家搞出的方程式 分析得很透徹
但是 搞出描述自然的方程式的 是 物理學家 不是 數學家
立志研究物理 和 立志研究數學 的人
其努力重點是不一樣的
: 推 zzhen:要表示震盪根本不需要i Griffiths講動力學的地方就有說明了 11/11 08:29
: → zzhen:完全是計算方便 11/11 08:29
我想重點是 干涉
以著名的 單電子--雙狹縫 實驗為例
當其中任一狹縫關閉時 在後方感測器A上 可測得 電子
但是當雙狹縫都打開時 在後方感測器A上 卻測不到 電子
這是最令人驚異的 物質干涉 現象
當然 可能有些不同的想法 真的是等價的
例如
i^2=-1
[0 1]^2 = -[1 0]
[-1 0] [0 1]
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◆ From: 112.104.128.137
※ 編輯: JohnMash 來自: 112.104.88.230 (11/11 13:17)
1F:→ zzhen:描述電磁波的Maxwell eqns 偏微分程哪裡出現i了 請指明 11/11 13:22
2F:→ zzhen:另外 一大堆波動方程式根本沒有虛數出現 11/11 13:25
Maxwell Eqns. 要在一定的條件下 才會導出 波動方程式
波動方程式的解 會出現i
所以電動力學到了 電磁波 時 才出現i
以
[0 1]
[-1 0]
代替 i 是可行的辦法
當然 就不出現 i
用這個代換 把一維 Schrodinger Eq.
代換成 二分量 實係數 Schrodinger Eq. 完全是可能的
如此一來 都沒有i
我想 這樣的講法對 學物理的人 應該可以接受
至於 在拓樸學上的討論 還是留給 學數學的人吧
※ 編輯: JohnMash 來自: 112.104.88.230 (11/11 13:57)
3F:→ zzhen:我只是推文請作者指明Maxwell enqs在描述電磁波時哪裡出現i 11/11 14:35
4F:→ zzhen:i 還有許多波動方程式也沒有i出現 為何要刪我推文........ 11/11 14:35
5F:→ zzhen:漏看文章錯怪作者了 不好意思 但還是無法認同你說引入複數是 11/11 14:38
6F:→ zzhen:要描述波動相位等等的資訊 11/11 14:38
7F:推 JAPTX4869:引入複數應該是數學的方便性 11/11 14:42
8F:→ JAPTX4869:複數也是19世紀左右才發展出來的數學 11/11 14:43
9F:→ JAPTX4869:以前還是用三角函數在解 11/11 14:43
10F:→ waddler:量子力學的詮釋裡有一套跟薛丁格波動力學等價的 叫做 11/11 15:10
11F:→ waddler:矩陣力學 很遺憾 它也不會把i表示成如你所提倡的矩陣形式 11/11 15:12
12F:→ waddler:i如果是矩陣 那他就代表某種物理量/操作 請問那是什麼? 11/11 15:15
13F:推 Farady:薛丁格方程中的i,跟波動有很強的關連性 11/11 16:27
14F:推 kuromu:請問一下為什麼物理學家喜歡用schrodinger Eq 而不是用 11/11 19:19
15F:→ kuromu:一組實係數方程組呢 是用解題上或是詮釋上或是 11/11 19:20
16F:→ kuromu:其他問題? 11/11 19:20
17F:→ kuromu: 是否有 11/11 19:22
18F:推 JAPTX4869:因為複數在計算上有其方便性 所以QM就引入複數 11/11 19:47
19F:推 hanabiz:i之所以出現是因為Hermitian算符 11/11 20:23
20F:→ hanabiz:h-bar則是來自二象性 11/11 20:24
21F:→ hanabiz:數學家:躺著也中槍.... 11/11 20:24
22F:→ hanabiz:以上說明是在薛丁格波動力學架構下討論 11/11 20:26
24F:→ JAPTX4869:楊振寧在清華大學的演講有提到i在物理的重要性 11/11 22:23
25F:推 hanabiz:樓上這連結讚 借我轉到數學板XD 11/11 22:32
26F:→ WINDHEAD:抗議...這個跟拓樸學明明八竿子打不著XD 11/11 22:39
27F:→ WINDHEAD:根本就沒有什麼拓樸學的講法.... 11/11 22:42
28F:推 JAPTX4869:那是數學的結構 物理上就是規範場 11/11 23:19
29F:推 condensed:如果數學結構上等價,去爭論哪一種形式才是真實反應物理 11/14 04:03
30F:→ condensed:那是ㄧ點意義都沒有。費曼的路徑積分和薛丁格的波函數等 11/14 04:04
31F:→ condensed:價,而發現量子力學的是海森堡。現在有物理學家會認為矩 11/14 04:08
32F:→ condensed:陣力學比較不真實,是數學家的東西?我想最簡單的理由, 11/14 04:09
33F:→ condensed:還是歸結到計算的方便性與實用性,這和他們到底該是哪種 11/14 04:10
34F:→ condensed:形式無關。薛丁格方程和路徑積分同樣都有人在用。 11/14 04:10
35F:推 condensed:我想那些使用拓樸語言的理論物理學家並不會搞不清楚這點 11/14 09:20