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第559章 神来之笔!布鲁斯方程!统一狭义相对论和量子力学!惊世骇俗!(1/2)

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柏林工业大学会场内。

众人全都理解了波动力学的第二个问题。

对于在场的他们而言,波动力学的计算形式还是很简单的。

至少理解起来问题不大。

但是,众人却深深震撼。

问题中竟然还隐藏着量子力学和相对论的矛盾。

这简直是物理学领域的天大之事!

必须解决!

此刻,投影仪打开。

在众人的震惊和期待之下,李奇维开始了他的解法。

“各位,请再次看这个方程:E2=p2c2+2c?。”

“我对它做了一些变换操作。”

“首先,方程两边同时除以c2,于是变成:E2/c2=p2+2c2。”

“接着,两边同时开根号,变成:E/c=√(p2+2c2)。”③

众人看后都非常疑惑。

“这跟刚刚没啥区别啊?”

之前公式②是E=√(p2c2+2c?)。

现在相当于两边同时除以c,就变成了布鲁斯教授的公式③。

但是这样依然无法解决薛定谔遇到的矛盾性。

不过,大家都没有出声质疑。

显然,布鲁斯教授肯定知道这一点。

这时,李奇维提高声音,眼神犀利。

“注意,最关键的地方来了!”

众人仿佛又回到了听老师上课的学生青春时代。

“此时,我令p2+2c2=(αp+βc)2。”

“那么,公式③就可以写成:E/c=αp+βc。”

“看,这样一来,我们就能既消除根号,又没有使用平方,完美解决了问题。”

哗!

众人皆是一惊!

难道让薛定谔等人苦恼一整年的问题,这么简单就被解决了?

这也太不可思议了!

“我的天啊!”

“这也太简单了,我感觉我好像都能想出来。”

“为什么薛定谔那样的天才会想不到?”

“这其中肯定有什么问题吧。”

“......”

众人议论纷纷。

台下的薛定谔眉头微蹙,他觉得布鲁斯教授的转换有点问题。

仅仅用α和β代替平方,如果真的能这么简单,他干脆一头撞死算了。

忽然,他想到了问题所在。

“教授,这样转换确实可以消除根号。”

“但是你的方程中,α和β真的存在吗?”

此时,薛定谔站了起来,他已经完全想清楚了。

“我给大家形象地解释一下。”

“布鲁斯教授的想法,就相当于求解【x2+y2=(Ax+By)2】。”

“把方程的右边展开可得:x2+y2=A2x2+B2y2+2ABxy。”

“很显然,如果想让这个等式成立。”

“那么必须:A2=B2=1,且AB=0。”

“但是,这怎么可能呢?”

“所以,我认为布鲁斯教授的转换有问题。”

哗!

会场立刻喧嚣起来。

众人一下就听懂了薛定谔的例子,甚至都不需要他写出来。

很显然,这样的A和B是不可能存在的。

AB根本没有实数解,甚至都没有复数解。

也就是说,这种转换有问题。

换言之,布鲁斯教授的α和β根本不存在!

既然不存在,就算消除了根号也没有了意义。

因为那只是形式上的消除,是根本没有解的方程。

此刻,众人再次看向布鲁斯教授,他要怎么解释薛定谔的反驳呢?

面对薛定谔的疑惑,李奇维微微一笑。

“不错,薛定谔举的例子很好。”

“它完美地说明了推导中的问题。”

忽然,他霸气侧漏,震慑全场。

“不过,你们解不出来,我却能解出来!”

轰!

全场骇然!

所有人都不敢置信!

这个方程的矛盾性连中学生都能看出来。

怎么可能还有解?

A怎么可能既是1又是零呢?

“不可能!绝对不可能!”

紧接着,李奇维就说道:

“首先,薛定谔的展开没有问题。”

“但是,有一个地方,我认为可以稍作改动。”

“各位请看屏幕。”

“x2+y2=A2x2+B2y2+2ABxy,这是薛定谔的方程。”

“现在,我把它改写成:x2+y2=A2x2+B2y2+(AB+BA)xy。”

众人更纳闷了。

把2AB分开写成AB+BA有什么额外的意义呢?

李奇维继续道:

“此时,AB+BA=0,但若同时假设AB≠BA,会发生什么呢?”

“没错!”

“方程就可以成立了!”

“所以,我们只需要找到符合上述条件的A和B的数值即可。”

哗!

众人简直一脸懵逼!

大家的脸上充满了疑惑。

“啥?”

“谁能告诉我,到底什么情况?”

“AB怎么可能不等于BA呢?”

“这不是扯淡吗?”

会场内顿时嘈杂起来,众人交头接耳,百思不得其解。

不仅AB+BA=0,还要AB≠BA,这怎么可能嘛?

哪怕是普朗克、爱因斯坦等大佬也懵圈了。

他们直觉认为这个变换肯定有深意。

但是这也太深了。

真的存在符合A和B的数字吗?

薛定谔看着屏幕上的推导,他感觉自己的脑细胞都不够用了。

布鲁斯教授的奇思妙想太匪夷所思了。

然而,海森堡的眼睛却越来越明亮,他感觉眼前这个东西很熟悉,很熟悉。

“老天啊!”

“该不会是那样吧?”

这时,李奇维看着众人,忽然一笑。

他的话让全场都骇然了!

“大家还没看出来吗?”

“A乘以B不等于B乘以A,这不就是矩阵吗。”

“海森堡的矩阵力学就是因为发现这个现象而提出的。”

“没错,如果A和B不是数字,而是矩阵,那么一切都可以说通了!”

“而且,确实存在这样的A矩阵和B矩阵。”

“A=[01]B=[10]

[10][0-1]”

“A和B都是2×2的矩阵。”

“它们满足AB+BA=0,且AB≠BA。”

静!

死一般的寂静!

所有人都被这“神来一笔”给震惊了。

波动力学中竟然引入了矩阵!

这是何等天马行空、惊才绝艳的想法!

“哦!上帝啊!”

“布鲁斯教授简直太神了!”

“我们所有人都以为AB是个具体的数,但是布鲁斯教授竟然把它们想成是矩阵!”

“太牛逼了!”

“太吊了!”

会场内爆发出一阵惊呼声。

众人全都佩服的五体投地!

海森堡的眼中爆发出璀璨精芒。

“果然如此!”

“真的是矩阵!”

“布鲁斯教授把矩阵力学的核心应用在了波动力学上。”

“哈哈哈~”

“我的矩阵力学才是量子力学的正统!”

“波动力学需要靠矩阵力学来完善!”

“我看以后还有谁敢说矩阵力学不好。”

此刻,海森堡意气风发,十足快哉。

矩阵力学在布鲁斯教授的手里,简直出神入化,仿佛能够解释世间的一切。

薛定谔目瞪口呆,不敢置信!

在他的波动力学中,竟然出现了矩阵。

而且只有矩阵才能解释他方程中的问题。

薛定谔又喜又悲,简直和做梦一般。

喜的是,波动力学的缺陷被解决了。

悲的是,是被矩阵力学解决了。

他长叹一声。

“哎,也算是好事。”

这时,李奇维继续说道:

“解决了这个最关键的难题,

“现在我们回到刚才的问题。”

“由于薛定谔的波动方程是三维的,所以动量p含有三个分量。”

“再加上c,那么就一共需要四个未知数。”

“所以,我们需要引入了一个4×4的矩阵。”

“矩阵的推导过程如下所示:”

唰!

唰!!

唰!!!

~~~

李奇维下笔如有神,看的在场众人眼花缭乱。

纷繁复杂的矩阵,在他手里犹如庖丁解牛。

众人根本不敢眨眼走神,因为耽误一秒,可能下一步就看不懂了。

三十分钟过后,李奇维终于停下笔。

“大家请看。”

“这就是我改造后的波动方程。”

“相比薛定谔的版本,这个方程可以精确描述电子以接近光速运动时的状态。”

“这时,可能会有人疑问:那电子自旋呢?”

“呵呵。”李奇维微微一笑。

“大家不要忘了,矩阵力学优于波动力学的地方,就在于它能够解释电子自旋。”

“因为想描述自旋,就必须引入矩阵。”

“而现在,这个新的波动方程中,也包含矩阵了,所以它自然就可以描述自旋。”

(为什么矩阵就能描述自旋,这里面涉及的数学知识比较复杂,此处不再介绍。)

“只要做以下变换即可。”

唰!

唰唰!

唰唰唰!

又是一通操作,最后新的波动方程精简为一个特殊的形式。

“这就是自旋!”

呼!

李奇维重重突出一口气。

总算完成了。

以上的内容,就是大名鼎鼎的狄拉克方程。

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