
我们必须用新的什么东西去代替常规的思想,即哈密顿量是位置和动量的函数的思想。量子力学的基本思想是,哈密顿量以及经典力学的其他量,如坐标q或动量p,现在都变成了算符。这是在科学中所曾引入的最大胆的思想之一,我们愿意详细地讨论一下。
这是一个简单的思想,即使初看上去有些抽象。我们必须分清算符(一种数学运算)和它所作用的对象(一个函数)。作为一个例子,我们把用d/dx表示的导数作为数学的“算符”,并且假定它作用于一个函数,比如说x2。这一运算的结果是一个新的函数,在此例中便是“2xx”。但是,某些函数在求取导数时有一种特殊的性质。例如,“e3x”的导数是“3e3x”:这里我们回到了原来的函数,只是乘上了一个数——此处是3。在一给定算符作用后只是复原的函数,称做这个算符的“本征函数”,算符作用之后将本征函数乘上的数就是该算符的“本征值”。
因此,对每个算符,都有一个集合,一个数值“库”与之对应,这个集合形成它的“谱”。当本征值组成一个离散数列时,这个谱是“离散”的。例如,存在着一个以所有整数0,1,2,…为本征值的算符。谱也可以是连续的——例如,当它由0和1之间的所有的数组成时。
量子力学的基本概念因而可以表述如下:经典力学中的所有物理量都有量子力学中的某个算符与之对应,这个物理量所能取的数值就是该算符的本征值。重要的是,物理量(由某算符表示)的概念现在和它的数量(由该算符的本征值表示)的概念区分开来。特别是,能量现在是由哈密顿算符表示,能级——能量的观测值将由与该算符对应的本征值来标明。
“中国原子弹之父”——钱三强(钱学森)
核物理学家钱三强是我国原子能科学事业的创始人。
1937年,钱三强赴法国留学,师从居里夫妇,进修镭学,
从此开始了核物理研究的艰难跋涉。1946年至1947年间
他与夫人何泽慧合作发现在中子打击下铀核的三分裂的现象。此
后河泽慧又第一个发现了四分裂现象,被居里夫妇称作第二次世
界大战后,该实验室第一个最重要的工作。1948年钱三强回
国后,积极参加中国科学院及我国原子能科学研究基地的组建工
作。从研制原子弹、氢弹,到我国整个高能物理科学发展,钱三
强都作出了卓越的贡越,被誉为“中国原子弹之父”。