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直觉让我发明方法

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:回忆一下年轻时我是如何发明有序算符内的积分方法的,对于以后研究理论物理的人也许有些帮助。于是遐想在宇宙的某个星球上也许存在比我们高级的生物,我们认为不对易的东西在他们看来是可以互换的,就像我们人类能把倒立的像经过大脑加工呈现正立的感觉一样,这个直觉引领我设法将ket-bra组成的算符纳入某种有序的排列,在此序中,原先不对易的成分就可以互换了,于是对其直接积分成为可能。

回忆一下年轻时我是如何发明有序算符内的积分(IWOP)方法的,对于以后研究理论物理的人也许有些帮助。1966年我在大学二年级时,注意到量子力学理论缺乏对狄拉克符号积分的情况(实际上在此之前也没有人意识到要对它积分)。此后,我对这个问题朝思暮想,但是由于没有科研气氛和科研条件,好几年都没有结果。一直等到考上了国内第一批研究生,能静坐在课桌前,才真正全神贯注于此事。我按照狄拉克所说的“一个物理规律必须有数学上的美”,“数学美是一种质感,它不能定义……”,“让数学成为你的向导,至少是在开始的时候”,“首先为了它自身的原因玩味漂亮的数学,然后看这个是不是引导到新物理上去”来展开我的思维。

但是,由于狄拉克符号ket-bra组成的算符含有不对易的成分,牛顿-莱布尼兹积分不能直接适用,我百思不得其解,很是郁闷。

直到有一天,我想到人初生时由于物在视网膜上的成像是倒立的,因而看到的也是倒立的图像,直到大脑逐渐适应而形成方向正确的物体形象。于是遐想在宇宙的某个星球上也许存在比我们高级的生物,我们认为不对易的东西在他们看来是可以互换的(或是说,他们有瞬时将不对易的东西实现互换的能力),就像我们人类能把倒立的像经过大脑加工呈现正立的感觉一样,这个直觉引领我设法将ket-bra组成的算符纳入某种有序的排列,在此序中,原先不对易的成分就可以互换了(但并未失去算符的本性),于是对其直接积分成为可能。

但是,要成为一个真正的新领域的开创者,仅仅依靠直觉是不够的,不论直觉能带我走多远。是后来的多角度的理性推理证明了这个方法的正确有效,并在量子光学中有广泛的应用,可以解决不少难题并提出新问题。

我的这段经历正应了爱因斯坦所指出的:“从特殊到一般的道路是直觉性的,而从一般到特殊的道路则是逻辑性的。”

直觉是一种别样的智力,是长期思考的灵魂一现。有人说“这个直觉匪夷所思”,这就对了,理论物理正需要匪夷所思,IWOP方法本身就是匪夷所思的。

我于是凑一联:灵感出积思,直觉始木讷。又写一诗《直觉》:

精灵常现闲中静,飞出脑际傍月影。

却是才人无形魄,即便有约也难寻。

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