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[SOS] k-G方程的自由度

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地球人都知道 束缚 和 自由度 成反比。
But, K-G方程失败的原因是因为束缚不够,所以有-无穷大的发散.....
偶怎么没看出来Dirac方程多了什么额外的束缚...
难道是一阶方程注定就有较少的自由度,以至于不需要∂/∂t ψ 条件?


1楼2011-07-02 11:10回复
    <咯兴林.高等量子力学. P207>
    这是一个对时间的二阶方程,借此方程时除了初始时刻ψ 外, 还需要∂/∂t ψ 作为初始条件....
    <咯兴林.高等量子力学. P208>
    如此看来,既然K-G方程符合相对论条件(我觉得:这不就是洛仑兹规范么...)的要求,那么很可能不是方程不对, 而是态函数的意义有歧义。即态函数虽然满足K-G方程,但还需要满足另一个更高要求的方程。
    我对第二段话的理解就是,态函数需要满足K-G方程以外的更多的规范,才能消解那些啥啥啥的缺点..


    3楼2011-07-02 12:17
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      而是态函数的意义有歧义
      ============================
      这句话,我引用以下繁星客栈,季候风的评论:
      量子力学把时间作为参数而把空间坐标视为自由度。要让时空平权,可以把空间“降级”为参数,然后引进新的自由度(场);也可以把时间“升级”为自由度,然后引进新的参数。
      前一种办法得到的就是量子场论。后一种办法得到的就是单粒子的相对论性量子力学。
      Klein-Gordon 方程并非系统的运动方程,而是约束方程。系统的运动方程是平凡的,因为正则量子化得到 Hamiltonian = 0. 这说明 1. 参数 没有物理意义; 2. 系统的态代表系统的整个时空历史,没有“演化”。
      这个波函数满足的 Klein-Gordon 方程正是 Dirac 的出发点。
      后来人们意识到 Klein-Gordon 应该解释为场方程而不是波动方程。这可能是“二次量子化” 这个名称的来源,因为先前人们以为 Klein-Gordon 方程的未知函数是波函数,后来发现其实是场函数,还是量子场,由产生湮灭算符构成,于是就把这个量子场算符说成是由之前的波函数经过二次量子化得到。
      


      4楼2011-07-02 12:33
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        这个把时空平权为自由度的作用量显然不能解释自旋,因为自由度数目已经被固定为4. 要解释自旋,必须要有大于4的自由度。最保守的办法其实是引进很小的额外自由度,比如,可以假定运动粒子是附带 Lorentz 标架的,构造作用量时将标架的贡献也计入(利用控制标架转动的李群上的 Killing 形式),这样就可以得到任意自旋的相对论粒子(仍然不能成功地作为描述真实物理的模型)。
        但历史上人们不是这么做的,也从来没有这么做过。1920年代的做法是场论,即引进连续自由度(场),空间坐标成为自由度指标。这种办法不仅产生了自旋,而且产生了无穷多个粒子,从而可以得到一个相互作用理论。1960年代的做法是弦论,也是引进连续自由度,但此时引进的自由度却由非物理的参数标记(同上述单粒子相对论量子力学里的非物理参数 一起构成二维参数系,之前的一个空间自由度现在变成一族连续的空间自由度),同样,这种办法也产生了自旋和无穷多个粒子,从而也得到一个相互作用理论。


        5楼2011-07-02 12:34
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          以下是Saga的回复:
          后来人们意识到 Klein-Gordon 应该解释为场方程而不是波动方程。这可能是“二次量子化” 这个名称的来源,因为先前人们以为 Klein-Gordon 方程的未知函数是波函数,后来发现其实是场函数,还是量子场,由产生湮灭算符构成,于是就把这个量子场算符说成是由之前的波函数经过二次量子化得到。
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          我认为,
          1), 量子力学考虑的多体系统是一般是束缚系统(当然也有自由气体什么的)。粒子on-shell,且波函数一般满足约束系统波函数所要求的,无穷远时波函数等于0的. 这里的确是有2次量子化这一说, 但这没场论更接近真实的物理。
          2),场论中的粒子,时间参数负无穷出来或者正无穷出去的粒子才是on-shell, 这表明最一般的情形无穷远得有粒子源,一定不是束缚系统,因此波函数简单的取为平面波,所以场论很少讨论波函数。而唯一做得是对场量经行一次量子化。 然后得到升降算符,就可以和态空间一一对应.
          所以个人认为2次量子化只是误读.


          6楼2011-07-02 12:35
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            可能记错了,好像是 一直想思考 的回复吧


            8楼2011-07-02 12:36
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