薛定谔方程，究竟神奇在哪里？

波和粒子

“在经典力学中，我们用位置和动量来描述一个物理系统的状态”，剑桥大学的理论物理学家纳齐姆·布瓦塔解释道。例如：你有一个桌子，上面放了许多可以移动的台球，只要你知道了每一个球在某个时刻t的位置和动量（动量是质量乘以速度），你就可以知道这个系统在这个时刻t的所有信息：一切物体的运动状态和速度。“ 我们会问：如果我们知道系统的初始状态，即，如果我们知道系统在t时刻的状态，那么系统的状态将会如何演化？我们可以用牛顿第二定律解决这个问题。在量子力学中，如果问同样的问题，得到的答案却是棘手的，因为位置和动量不再是描述这个系统的合适的变量了。”

问题的关键是：量子力学试图去描述的对象及其行为并不是像小小的台球那么简单，有时将它想象为波更好一些。“以光作为例，牛顿除了在引力方面的工作，对光也非常感兴趣。”布瓦塔说，“根据牛顿的理论，光可以被描述为粒子。但是之后，根据许多其他科学家对其进行的研究，包括詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）提供的理论理解，我们发现，光用波来描述。”

但是在1905年的时候，爱因斯坦意识到，波的图像也不完全正确。为了解释光电效应，你需要将光束想象为粒子流，爱因斯坦称这种粒子为光子。光子的数目正比于光强，每个光子的能量正比于频率：

（编辑：柳州站长网）

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