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林深输入了两个复数z_1=1+i和z_2=1-i,然后点击了“加法”
按钮。
屏幕上,代表z_1和z_2的两个光点,分别向对方移动,然后合并成了一个新的光点,代表z_1+z_2=2。
然后,他点击了“乘法”
按钮。
代表z_1和z_2的两个光点,开始旋转和伸缩,然后合并成了一个新的光点,代表z_1tisz_2=2。
林深看着屏幕上的光点,心里充满了震撼。
他调整了程序的参数,让更多的复数出现在屏幕上。
屏幕上的光点越来越多,像一片璀璨的星空。
他看着这片星空,忽然觉得,数学的世界,如此奇妙,如此美丽。
虚数,这个曾经被认为是“想象中的数”
,如今却成了这片星空的基石。
它像一个看不见的坐标轴,支撑着这片星空的运转。
林深想起了祖父的话:“虚数,乃实数之镜,映世间之无形。”
他觉得,祖父说得没错。
虚数不仅是实数的镜子,更是宇宙的镜子。
它映照着我们看不见的世界,映照着宇宙的本质。
第五章量子世界的虚影林深对虚数的探索,进入了一个更深的领域——量子力学。
他在图书馆里,看到了一本《量子力学导论》。
书里写道,量子力学的核心方程——薛定谔方程,是一个复值偏微分方程。
波函数psi(x,t),是一个复值函数,它的模的平方|psi(x,t)|2,代表着粒子在x处出现的概率密度。
林深的心里,充满了好奇。
为什么量子力学要用复数来描述?虚数在量子世界里,到底扮演着什么样的角色?他决定,去请教学校的量子力学教授——张教授。
张教授是一位白发苍苍的老人,和蔼可亲。
他的办公室里,摆满了各种物理书籍和实验器材。
林深走进办公室的时候,张教授正在看一篇论文。
“张教授,您好。”
林深恭敬地说,“我是数学系的林深,我想向您请教一个问题。”
张教授抬起头,笑了笑:“哦,林深啊,我听说过你。
你在复变函数方面的研究,做得很不错。
有什么问题,你说吧。”
,!
林深坐了下来,拿出笔记本,问道:“张教授,为什么量子力学要用复数来描述?虚数在量子世界里,有什么实际意义?”
张教授放下手中的论文,靠在椅背上,沉思了片刻,说:“这个问题,很多物理学家都思考过。
其实,虚数在量子力学里,不是一个可有可无的工具,它是量子力学的核心。”
他顿了顿,继续说:“在经典力学里,我们用实数来描述物体的运动状态。
比如,物体的位置、速度、加速度,都是实数。
但在量子力学里,粒子的状态,是由波函数来描述的。
波函数是一个复值函数,它的实部和虚部,共同决定了粒子的行为。”
“为什么不能用实数来描述波函数呢?”
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