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拿“单光子”来微扰物理学的讲述方法

已有 7150 次阅读 2009-8-18 22:54 |个人分类:生活点滴|系统分类:教学心得| 量子论, 物理学, 单光子, 经典理论

    某天,看到 Cavity QED,一时茫然不知东西,经过搜查方才知道是“腔量子电动力学”。再看其简介,更是有个惊人的发现“单光子的场强如何如何”。偶一时激动莫名?真的有单光子存在啊?人工技术分离出单光子了?单光子究竟是什么啊---概念、表示......(典型的普物讲述心态,先要概念呵

    于是,偶再查再查,可惜所获无几,只有一句话给出一点点启示:单光子的波函数通常是一个“波包”。(又见数学,不能不亲吻又不能不痛击的数学啊,物理人亲吻它是因为俺们爱它,物理人痛击它是因为它实在不是个‘东西’!)又在资料里看见了“准单光子”的提法。

    如此,偶有些糊涂,非常糊涂。莫非这东西又与质点、点电荷、弹簧振子等一样,是个理想的幽灵,只有完美的数学模型和数学可解性,实际上实在不是‘东西’?就算这样,单光子的身份还是与前几个不一样,它们在经典物理里已经被详细阐述了,大概很少有人提出异议。而光子,是属于量子,属于时代的,属于未来的。

    它是什么?是一份能量,它的波函数是一个“波包”。可是,你能说得清楚它到底是什么吗?你会说原子的电子态发生改变就会辐射出来能量,产生光波。那谁出来了?核外电子只是改变了组态,原子核肯定没变,出来的是能量,这能量没有物质载体吗?那又怎么和波扯上的呢?怎么和电磁波扯上的呢?

    ......

    我上大学的时候很多人一致认为我相当笨,我一直也是这么认为的,所以这些问题我到现在也没想通,还在想不通的想念中。但是,这个想不通要影响到我的讲课的底气,我觉得我自己搞不清楚物理问题究竟是个什么东东,又怎么让学生搞懂它是个什么东东呢?

    不过很久以来给物理系低年级学生上课时,我曾经很自信地以为解决了这个问题(这方法也许不是我自己总结的)。重点放在物理和几何学的理论比较上,几何学建立在公理之上,完美而无懈可击就算成功,所以,几何首先把所有的公理讲述给你,然后证明就可以了。可是物理是为了认识自然界,而我们的认识能力以及认识本身都是有限的,不可能穷尽所有的概念和定律。所以,讲述方法是告知已有的概念,一部分定律,然后苦口婆心地分析定律的适用范围。在经典物理的讲述中,这个方法应该无可挑剔。

   单光子让它发出了吱吱嘎嘎的断裂声!谁知道量子是个什么东东?谁知道波函数是个什么东东?谁知道薛定谔方程是个什么东东?量子力学的概念和规律是谁----能量乎?数学乎?存在即是真理!我们的智力仅仅只是拿来推演和猜测真理,有准确度的是天才,准确度高的是神人。

    既然这样,我们又怎么能说“如此推理,结论一定这样”?逻辑很混乱了。再反思经典物理的一些概念,更加混沌“质量就是物体所含物质的多少”,想想,非常的静止、非常的抽象、非常的让人愤怒,我以前还以为我了解它哪。

    下面的老师怎么当呢,这还真是个问题,555

   



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