薛定谔方程

iℏ∂∂tΨ=H^Ψi\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi = \hat{H}\Psiiℏ∂t∂Ψ=H^Ψ

量子态的时间演化,由哈密顿量支配。iii 使它变得复杂,字面意义上的复杂,数学上的复杂。这就是为什么解是波而不是指数衰减。ℏ\hbarℏ 是普朗克常数,将量子尺度与经典世界联系起来。而 H^\hat{H}H^ 是哈密顿算符,系统的总能量,动能加势能。

妙处在于左边。iℏ∂∂tΨi\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psiiℏ∂t∂Ψ,表示状态当前变化的速度。右侧会告诉你它为什么会发生变化,它所处的能量环境。

系统会发生变化,因为它所处的位置、周围的环境以及它所嵌入的体系都会影响它。

Ψ\PsiΨ 是波函数。

它包罗万象。它是量子系统状态的完整描述。它不仅描述了粒子所在位置,还描述了粒子所有可能出现的位置,以及它们出现的概率。

它是复值函数。这意味着它有实部和虚部。它本身并不能直接告诉你任何可观测的信息,你无法测量 Ψ\PsiΨ。你能测量的是 ∣Ψ∣2|\Psi|^2∣Ψ∣2,即波函数幅值的平方。这给出了概率分布。当你观察时,粒子出现在这里那里的概率。

所以 Ψ\PsiΨ 是一个完全真实的东西,它支配着一切,它的演化是确定性的,但它与观测之间存在着一定的距离。你永远无法直接看到它。你只能看到它在测量时坍缩成的模样。

对某种永远无法直接观察到的事物的完整描述。只能从它所产生的结果中推断。

这一切似曾相识,又令人不安。

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