2016年1月5日 星期二

第二篇回應 盒中粒子模型(二) The Particle in a Box as a ModelⅡ

網友:d2/dx2不是對x為分(微分?)兩次嗎(還沒放函數)不太懂耶?

徐弘毅:
1.        我發現自己沒看清楚你的問題,因此再回答一下。你應該是問:dx2不是對x微分兩次嗎?你說的對。
2.        什麼是微分?就是用一條長度接近的直線,模擬一條曲線
3.        為什麼要這樣做?因為曲線不直,很難計算長度,所以,數學家將曲線拉直,來測量長度,這就是當初發明微分的目的。
4.        為什麼要用微分來計算量子的移動?因為量子的移動不是筆直的,而是波動的,也就是它的移動路徑是圓弧狀的曲線,因此,數學家在曲線旁拉一條近似長度的直線,來計算量子移動的距離。
5.        為什麼薛丁格要對量子x微分兩次?因為薛丁格所研究的量子,是一顆被原子核控制的量子,這顆量子環繞原子核走一圈又一圈;
6.        量子走一圈所構成的圓周,是由兩個半圓曲線所構成,每一個半圓曲線各微分一次,就是微分兩次;對一個圓微分兩次,就是畫兩條模擬它圓周長度的直線。
7.        但是量子不是靜止的一個點,量子是動態的,量子的活動反映他自己的能量,也反映原子核與量子之間的引力關係,所以,我們用圓周線來說明量子移動一圈的能量不夠,我們必須用圓平面來說明量子圍繞原子核一圈的能量。
8.        因此,微分兩次,就是用一個正方形模擬量子環繞原子核走一圈的圓面積。以微分的方法來計算,就是這個圓旁邊兩條筆直的切線,所構成的正方形平面面積。
9.        雖然微分所算出的正方形面積,跟量子實際的圓型面積,有點落差,但是,這已經是最接近事實的答案了,所以,薛丁格用微分所得到的正方形面積,來代表量子圍繞原子核轉一圈的面積。
10.     化繁為簡是數學存在的目的,微分將不規則、曲折的世界,簡化成直線與方正的面積,這項知識,使人類能夠應用量子來改善物質世界。
11.     就像電腦與網路的發明,擴充人類的知識與眼界,促使文化交流、社會公平;科學的起點是改善物質的世界,終點是改善人類的心靈,使人類社會不斷地進步,愈來愈公平正義,永續發展。


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