近似方法

試探波函數

試探波函數是對系統狀態有根據的猜測,它帶有幾個我們可以自由調節的可調參數。它是變分法的原材料:與其直接去解出真實狀態,我們不如提出一個靈活的形式,算出它的平均能量,再撥動參數,把能量壓到這個形式所能允許的最低。所得的結果,就是在我們所選定的那一族中最好的近似。

好的試探波函數並非憑空捏造,而是由物理直覺所塑造。我們賦予它正確的對稱性、正確的遠處行為(對束縛態要衰減到零),以及在勢的重要特徵附近正確的定性形狀。對一個平滑的勢阱用單個寬度參數,或對一個原子的電子雲用一個屏蔽參數,就已經能抓住要領,同時又留出優化的餘地。

其中的藝術,在於在靈活性與代價之間取得平衡。參數更多的試探形式能更緊貼真實狀態、給出更低更好的能量,但計算起來也更費工。由於變分原理保證能量總是一個上界,比較不同的試探形式既公平又簡單:誰給出更低的能量,誰就是更好的猜測,絕不會有被誘入「好得不像真的」結果的風險。

ψ(x; α) = e^{−αx²}, choose α to minimize ⟨H⟩(α)

一個帶單一可調寬度的高斯猜測:調節參數,直到平均能量最小。

試探波函數必須尊重系統的對稱性與統計規律才有意義——例如,對若干全同費米子的猜測必須是反對稱的,否則能量估算就是物理上錯誤的,而不僅僅是不準確。

又稱
trial functionansatz试探函数試探函數