クエストを選ぼう!
ステージ1から順番にクリアしよう(前のステージをクリアすると次が解放されます)
1
波を数式で書く
方程式の主役は波。ならばまず、波そのものを数式にできなければ始まらない。sin の定義から、動く波の式まで一気に組み立てる。
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回る矢印 eiθ
なぜ量子力学は複素数を使うのか。オイラーの公式で「波=回る矢印」と見抜くと、微分が驚くほど簡単になる。その仕掛けを先に手に入れる。
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光の粒と物質の波
プランクとアインシュタインが光に見つけ、ド・ブロイが電子に裏返した2本の翻訳ルール。粒の言葉と波の言葉をつなぐ辞書を用意する。
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微分という検出器
波を x で微分すると運動量が、t で微分するとエネルギーが飛び出してくる。導出の最大の山場、「演算子」の発見。
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方程式が生まれる瞬間
エネルギー保存則に、手に入れた検出器を代入する。3つの道具がカチリと噛み合い、シュレディンガー方程式が目の前で組み上がる。
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箱の中の電子
組み上げた方程式を、いちばん簡単な問題で実際に解く。ギターの弦と同じ理屈から、エネルギーの「飛び飛び」が自動的に出てくる。
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ψ の正体
計算はできた。でも ψ とは何なのか。シュレディンガー本人も間違えたこの問いに、ボルンが出した答え――「確率の波」を検証する。
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定常状態と時間発展
「時間に依存しない方程式」との関係を整理し、原子が安定な理由と、方程式が水素原子で成し遂げたことまで。旅の総まとめ。
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