Ogromna liczba książek i publikacji naukowych wpłynęła na moje postrzeganie nauki. Tutaj przedstawię kolejne prace, które mocno na mnie wpłynęły, na mój obraz fizyki, chemii i nauki w ogóle.
Autorem pierwszej jest Erwin Schrödinger tytuł, “Czym jest życie? Fizyczne aspekty żywej komórki” [1]. Przytoczę cytat, który mocno wpłynął na moje postrzeganie teorii falowej: Jesteśmy tak przyzwyczajeni do proporcjonalności, że łatwo możemy nie docenić dalekosiężnych konsekwencji tej prostej zależności. Należy powiedzieć szczerze, że Autor miał tu na myśli zależność liczby mutacji od dawki promieniowania, ale dla mnie to było odkrycie z zupełnie innej dziedziny. To zdanie wpłynęło w sposób fundamentalny na moje postrzeganie niezależnego od czasu równania Schroedingera. To równanie stało się dla mnie łatwiejsze do ogarnięcia, gdy dołączyłem do niego geometrię. Stało się dla mnie jasne, że dla funkcji własnych hamiltonianu jest to równanie linii prostej o współczynniku kierunkowym będącym energią stanu stacjonarnego (niezależnego od czasu). To jest oczywiste, ale tylko wtedy, gdy nie patrzy się na chemię kwantową w sposób zbyt szablonowy.
Książka, która dała mi narzędzia do obliczeń w dziedzinie równania Schroedingera to "Coulsona wiązanie chemiczne" [2]. Autor Roy McWeeny pokazał jak się stosuje metodę wariacyjną dla energii stanu podstawowego atomu wodoru. To tu nauczyłem się wykonywać działanie hamiltonianu na funkcję falową, a co za tym obliczać wartości energii stanów stacjonarnych atomu wodoru z równania Schrödingera. Nauczyłem się obliczać tę energię zarówno dokładnie jak i metodami przybliżonymi. Ciekawe było zastosowanie kombinacji liniowej funkcji gaussowskich do polepszania jakości tych obliczeń. Mocna rzecz.
Ale jest jeszcze mocniejsza. Chodzi o książkę, która jest podręcznikiem użytkownika programu Derive. Właściwie to nie tyle podręcznik co sam program. Nabyłem jego prywatną kopię i po uruchomieniu otworzył się przede mną wielki świat obliczeń symbolicznych. Chyba największym dla mnie zaskoczeniem było to, że do obliczeń energii z równania Schroedingera używa się całek potrójnych. Zasadniczo nie o same całki potrójne chodzi ale o ich nazwę. W programie "Derive" te całki miały nazwę "Spherical Volume" - objętość sferyczna. Ich nazwa uświadomiła mi, że w obliczeniach kwantowych objętość nieskończonej przestrzeni trójwymiarowej jest... skończona. Łatwiej było mi przyjąć, że całka oznaczona z funkcji exp(-x) dla x od zera do nieskończoności ma skończoną wartość (swoją drogą równą jeden). Nawet łatwiej jest mi przyjąć, że całka oznaczona z "namiotu" z tej funkcji uzupełnionej o zmienną y, że ta objętość jest skończona mimo całkowania po x i y od zera do nieskończoności. Ale że cała przestrzeń ma objętość skończoną... to jest trudne do wyobrażenia. Raczej niemożliwe do wyobrażenia. Ale tak jest. Dzięki temu całkowania po całej przestrzeni trójwymiarowej nie dają nieskończoności ale konkretne liczby. Tak działa fizyka kwantowa, a co za tym idzie - chemia kwantowa.
1. Erwin Schrödinger, “Czym jest życie? Fizyczne aspekty żywej komórki. Umysł i materia. Szkice autobiograficzne”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1998.
2. Roy MCWeeny, "Coulsona wiązanie chemiczne", Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1987.
3. Bernhard Kutzler, Vlasta Kokol-Voljc, "Wprowadzenie do programu DeriveTM, Matematyczny asystent na Twoim komputerze", wydanie polskie Gambit COiS Sp. z o.o., Kraków 2005.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz