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量子力学诞生 100 年前，一位物理学家发现了其隐藏的线索
汉密尔顿在 19 世纪将光与运动联系起来的见解成为量子力学和现代物理学的基石。爱尔兰数学家和物理学家威廉·罗文·汉密尔顿 (William Rowan Hamilton) 出生于 220 年前的上个月，他经常因 1843 年的一项不寻常行为而被人们铭记，当时他在都柏林布鲁姆桥的石头上刻下了一个数学公式。在他自己的[...]
来源:SciTech日报汉密尔顿在 19 世纪将光与运动联系起来的见解成为量子力学和现代物理学的基石。
威廉·罗文·汉密尔顿 (William Rowan Hamilton) 是一位爱尔兰数学家和物理学家，出生于 220 年前的上个月，他经常因 1843 年的一项不寻常行为而被人们铭记，当时他在都柏林布鲁姆桥的石头上刻下了一个数学公式。
然而，在汉密尔顿的一生中，他的地位建立在他更早的突破之上，即在 1820 年代和 1830 年代初，当时他还只有 20 多岁。在那段时期，他引入了强大的新数学方法来分析光线路径（或“几何光学”）并描述物理物体如何移动（“力学”）。
汉密尔顿的工作的一个有趣的特点是他使用了光线轨迹和物质粒子运动之间的类比。正如艾萨克·牛顿所说，如果光是由粒子组成的，那么这种比较就有意义。但如果光的行为像波一样，它提出了一个更深层次的问题：为什么波和粒子的数学应该彼此相似？
这个问题的意义直到一百年后才变得清晰。随着量子力学在二十世纪初出现，物理学家认识到汉密尔顿的框架不仅仅是一个巧妙的类比，而且是了解物理世界基本结构的早期窗口。
光之谜
要了解汉密尔顿在这个故事中的地位，我们需要回溯得更远一些。对于普通物体或粒子来说，运动的基本定律（或方程）由牛顿于 1687 年发表。在接下来的 150 年里，伦纳德·欧拉、约瑟夫·路易斯·拉格朗日和汉密尔顿等研究人员对牛顿的思想提出了更灵活、更复杂的版本。
“哈密尔顿力学”被证明非常有用，直到 1925 年——差不多 100 年后——才有人停下来重新审视汉密尔顿是如何推导它的。
能量、频率和质量
这是否表明物质和光之间存在更深层次的联系？