量子力学还是没有真正解决单缝衍射问题

——单缝衍射作为一个量子力学硬核问题至今无解

费曼说过这里包含了量子力学的终极神秘(the only mystery)，尽管是对双缝实验说的，对单缝也成立。不过费曼关心的不是硬问题，而是所谓的波-粒二象之类的问题，这类概念性问题，可以归类于软问题。2012年Nature发表过一个评述，讨论的是，既然用包含了400个原子的高分子在进行衍射实验时，衍射图像还在，那么，衍射图像何时消失啊(can’t get no diffraction)? 这里关心的是经典量子边界问题，这就是一个硬问题。(维基百科：Hard science and soft science are colloquial terms used to compare scientific fields on the basis of perceived methodological rigor, exactitude, and objectivity.)

作为一个电磁学散射问题，单缝衍射原则上已经解决。如果希望得到《大学物理》中所介绍的Fraunhofer 单缝衍射的结果，需要对波动方程做五个近似。当然，单缝衍射同时也是一个量子力学问题，迄今为止的研究，都集中在相干性这个软问题上。

量子力学对这问题全面解决，需要从薛定谔方程出发，算出单缝衍射的各种图像。2011年，Princeton大学的Tony Rothman等说：“It is true that the usual textbook discussions of the two-slit experiment are riddled with ambiguities and omissions [2]; and this is for the reason that a consistent, quantum–mechanical treatment of the two-slit experiment does not, to our knowledge, exist.”(通常教科书书对于双缝实验的讨论都是在含混和遗漏中纠缠不清;一个自洽的对双缝实验的量子力学处理，在我们看来，并不存在。)

动画取自：http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/light/single-slit-diffraction.html

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第二张图片中的图形，即第三章图片(动画)中的公式，它们是Fraunhofer 单缝衍射的标准结果！很多研究者，直接从量子力学出发，也得到这个结果！但是，在量子力学角度，Fraunhofer 单缝衍射的标准结果，在量子力学看来，这个结果如果不是错误的，至少是病态的。参看下面的计算，这个态上的动能是无限大！

有人会说，这个问题可以回避。问题是，回避了这个问题，其它问题会出来，而且新问题的严重程度和这个问题媲美！

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