登陆注册
60688200000067

第67章 概率

??tree tree tree

these are peace trees??

tea tea tea??

this is peace tea??

world world world??

a peace world is shining??

--^^Bonjour.Tee am Freitagnachmittag??

??休息休息??(《Send to us.》):“阿幕,昨儿你讲了些量子力学,今儿我还想听听这个,这个没有随机性的量子力学到底是有多形象?”“okay,难得阿蔓有如此兴趣,那咱们今儿继续---话说在1814年出版的《关于概率论的随笔》中,皮埃尔.西蒙.拉普拉斯提出一个假想的生物---它拥有无穷的智慧以至于它知道整个宇宙所处的状态。对于这个后来被称为拉普拉斯妖的生物来说,过去发生的事和将来要发生的事都变成了已知的。因根据艾萨克.牛顿的理论进行计算的话,过去和将来都由现在完全决定。拉普拉斯妖并不是可以实现的思想实验。在实际情况中,由于初始状态认知的缺失,混沌动力学会放大其造成的影响,从而让预测变得完全不可能。但是,原则上牛顿力学是决定论的。大约一个世纪以后,量子力学改变了一切。往常的物理学理论告诉我们一个系统是什么以及它是如何随时间变化的。量子力学同样包含这些内容,同时它还引入了一些新的原则来确定,当系统被观察或测量时会发生什么。其中最引人注意的是,即使是理论上,测量结果也不能完全被预测。我们最多只能根据玻恩规则预测每种结果出现的概率--波函数表示每种测量结果的概率幅,得到每种结果的概率等于相应概率幅的模平方。科学家一直在寻找解释量子力学最好的方法。有许多有力的说法,它们有时被称为量子理论的诠释,它们一个共同的特点是,它们的基本概念都依赖于概率。这就引出了另一个问题--究竟什么是概率?像很多微妙的概念一样,概率是一个看似简单明了的概念,但仔细考察它时就能发现它的微妙之处。多次抛一枚硬币,它最终是朝上还是朝下是无可预测的,但是如果抛很多次,就会发现正面朝上的次数大约占50%,反面朝上的次数也大约占50%,因此说正面朝上的概率是50%,反面朝上的也是50%。概率是介于0和1之间的实数,有很多种方法来定义概率,我们可以把他们分成两类。一类认为概率是客观的或者物理的,这种观点认为概率是系统的基本性质,是理解物理行为的最好方式。这种观点的例子是频率主义,它将概率定义为多次实验中某事件发生的频率,就像我们抛硬币实验中做的那样。另一类是主观的或证据的观点,这种观点认为概率是主观性的,是一个人关于什么是真或者什么将要发生的主观想法或信仰程度的反映。一个例子是贝叶斯概率,它强调了贝叶斯定理,贝叶斯定理是一个关于我们在接受新的信息后如何更新我们新概率的数学理论。贝叶斯学派认为,理性生物在没有得到完全的信息时会相信能想到的所有可能性,但会根据新获取的信息更新这种可能性。与频率主义相反,在贝叶斯主义中,用概率形容一次独立事件是完全合理的。有趣的是,理解量子力学的不同方法会涉及关于概率的不同意义……”“my personal computer,如何考虑理解量子力学的三种主要方法呢?”“emmmm,一种是动态塌缩理论,例如1985年由Giancarlo Ghirardi, Alberto Rimini和Tullio Weber提出的GRW模型。另一种是导航波或隐变量方法,最著名的是David Bohm于1952年根据Louis de Broglie的早期想法提出的德布罗意-玻姆理论。最后一个是1957年Hugh Everett提出的多世界理论。每一种方法都表达了一种解决量子力学测量问题的途径。问题在于传统量子力学用波函数描述系统状态,波函数随时间的变化由薛定谔方程决定。至少在系统被测量之前是这样的。按照教科书上的说法,波函数会在测量时突然塌缩到特定的测量结果上。塌缩的方向是不可预测的。波函数给每一个可能的测量结果分配了一个数字,每一个测量结果出现的概率等于相应的数字的模平方。和测量相关的问题可以表述为:什么是测量?测量过程中具体发生了什么?为什么测量和通常的演化不同?动态塌缩理论或许提供了测量问题的直接解决方法。他们认为量子系统在演化过程中存在内禀的随机性,因为通常粒子会按照薛定谔方程演化但偶尔它们也会出现在一些特定的位置上。这些塌缩非常罕见以至于我们不太可能在在真实的测量中看到这种情况,但是在大量粒子组成的宏观系统中,塌缩无时无刻不在发生。这说明宏观物体-比如薛定谔的猫-从演化进入可测量的叠加态中。巨大系统内的所有粒子和其他粒子纠缠在一起,只要其中一个粒子塌缩,其他粒子也会被带上。随机性在这样的理论中是宇宙中客观存在的基本性质。没有任何东西可以精确的决定未来。动态塌缩理论和古老的频率论者的观点相一致。下一次实验将要发生什么无从得知。我们知道的只是多次实验中每种结果出现的频率。在这种观点中,即便拉普拉斯妖知道了宇宙的完整状态,它也不可能精确的预知未来。从某种意义上说,导航波理论把我们带回了经典力学的宇宙,但有一个重要的不同:当我们不进行观测时,我们不知道也不能知道隐变量的实际值。我们可以完全了解一个波函数,但是我们只能通过观察它们来了解隐藏的变量。我们能做的最好的事情就是承认我们的无知,并引入一个关于它们可能值的概率分布。导航波理论展示了一幅非常不同的画面。在这个理论中,没有真正的随机性;波函数的演化是完全确定的,就像牛顿力学中的经典状态一样。这个理论中的新内容是关于隐变量的概念,例如粒子的实际位置,这是需要添加到传统波函数上的隐变量。粒子就是我们实际观察到的那样,波函数只是用来引导粒子的运动。导航波理论中的概率是主观因素导致的。一个既知道波函数又知道所有隐藏变量的拉普拉斯可以准确地预测未来,但一个只知道波函数简略版的只能做出概率预测。最后则是多世界理论,它是我最喜欢的关于量子力学的解释,但它也存在一个最具挑战性的问题,也就是概率是如何被引入的。多世界量子力学的公式是最简单的。它包含遵循薛定谔方程的波函数,这就是全部。其中并没有包含塌缩和附加的变量。我们利用薛定谔方程来预测当我们对一个处于叠加态的量子体系进行测量时会发生什么。观察者和被观察系统形成纠缠在一起的叠加态。组成叠加态的每个分量中的系统部分都有确切的测量值,而测量者可以测量这些值。Everett的天才想法是这就足够了——我们需要做的是将叠加态每个分量中的系统演化从其他分量中分离出来,这样就得到了波函数的一个分支,或者世界。这些世界不是人为引入的,它们蕴含在量子力学的公式中。关于多世界理论的想法看起来非常激进和难以接受,但这都不重要。重要的是这种理论中概率的意义是什么。在多世界理论中,我们知道波函数的确切形式,而且它按照确切的方式演化………从某种意义上说,所有这些概率的概念都可以看作是自定位不确定性的不同版本。我们所要做的就是考虑所有可能世界的集合——一个人所能想象到的所有情况的不同版本。一些这样的世界遵循动态坍缩理论的规则,每一个世界都由所有量子测量的实际结果来区分。其他世界用导航波理论来描述,每一个世界的隐变量都有不同的值。还有一些是多世界的理论起支配作用,其中的观察者不确定他们在波函数的哪个分支上。可以认为概率的作用是表达我们个人对这些可能世界中哪个是真实世界的可能程度。”“真得好有趣啊,大帅。”“emmm,在夸我么?”苏幕笑着说道。“嗯呐,既夸你也夸量子力学理论。”“好,周末啦,早些睡,晚安,好梦!”“嗯,晚安,好梦!”……四季维度,空间智慧;春夏秋冬,缘来有你。你说,我是你书中的字符,镌刻着意义;我说,你是我乐中的旋律,蕴含着丰富。好梦,晚安!^~^(2019.12.13点滴随笔)

同类推荐
  • 周思敏的学霸生涯

    周思敏的学霸生涯

    我!幻想变成学霸!我!好像不是那么差劲!周思敏穿越到异世界突然变成学霸了?
  • 超神的法神

    超神的法神

    魔法与科技的碰撞,光明与黑暗的抉择。本书没有固定的更新时间,更新全看作者心情。
  • 今日宫主要下山

    今日宫主要下山

    天道有盈亏,小儿伴古乐。一赋古时留下的大石碑。一曲久远的祭天歌。少年懵懂下山之行。他说有地阻拦,那就移平大地!
  • 柯南之我有外挂

    柯南之我有外挂

    这天,我穿越了,穿越到柯南世界,随身携带一个外挂。抽奖界面:说好的等级圆周率分配呢?为什么sss级别的区域站一半,最低的等级e级的区域连1%都不到?商城界面:说好的一个物品几百万几千万的上哪儿去了?为什么还免费?任务界面:说好的生死一线呢,说好的坑爹不要脸呢!
  • 我的周一与是猫的她

    我的周一与是猫的她

    易语今年二十岁,是小黑街里的便利店收银员。五年前,父母失踪后,易语发现自己的身边开始发生一些奇怪的事情。这些奇怪的事情发生的时间往往都集中在周一,最初,只是在商店买到的矿泉水里装的是荔枝味果汁、喜欢的蛋糕店忽然不卖蛋糕只卖烧卤这样的小事,而且这些怪事往往过了周一后就会消失或者恢复原状。某个周一的早晨,易语忽然发现家里多了一位可爱的少女,少女自称是易语养了一年的黑猫。易语对于习以为常的怪事并没太在意,心想只要过了周一,一切都会恢复原状,直到第二周的第一个早上,易语醒来——“为什么你还在?!”以少女的出现为界,那之后每周一发生的怪事都不再消失,而是作为事实留存下来。这些怪事开始不断侵蚀易语的日常。最要命的事,易语发现这些怪事开始变得越来越离谱了……
热门推荐
  • 足球新上帝

    足球新上帝

    世界足坛被这两个人统治着:克里斯蒂亚诺.罗纳尔多和里奥梅西,殊不知,一位中国小将终结了他们对金球奖的占领,他说:“哥来时是国王,离去时已是传奇。”
  • 我有一口青铜鼎

    我有一口青铜鼎

    我是叶牧。穿越重生到一座神秘的小山村,身体里莫名藏了一口青铜鼎。我没想吃人啊,是这口鼎要吃。喂喂喂……圣子,皇女,神女一个都别想跑!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 小猪宝宝霸上我的床

    小猪宝宝霸上我的床

    一觉醒来,她变成男人怀中一只迷你猪!抓狂!逃闯!不料却与富可敌国的他结下了不解之仇!怀阴爪、杀猪劫、迷魂大法、溺水功、成人游戏,她应接不暇。再醒来,她又变回一个女人!聪明漂亮,贪玩淘气,鬼点子多,成为男人们的焦点!谜一般的身世,一次一次把她推向了不可预测之境。
  • 傲娇十重天

    傲娇十重天

    九天群仙,唯我独傲。九天群娇,为我独艳。追寻遗失十重天~天外天,万仙相逐,万法破穹,开启新的修仙纪元。弹指灭星,虚空辟世。白矮星历经,黑洞内脱胎换骨。搞笑,逗趣,修仙,装逼,升级,法宝,灵兽等等在此一应俱全。修仙等级:超凡灵仙,太乙真仙,天泽地仙,九天玄仙,无上天仙,不灭金仙,寂灭焚仙,大乘仙尊,万流帝仙……
  • 霸道总裁,我的男神老公

    霸道总裁,我的男神老公

    “趴上去!”他伸手指着他那张偌大的办公桌。他压着她,手指不停在她的发丝间拨动,“听说你在学校很受欢迎,恩?”“没、没有……”“真没有?那这是什么?”他从她的书包里拿出二十张情书卡片。“……”他眯眼,忽的勾眸,“看来今天不让你清楚的知道你是已婚妇女,那是不行了!”“……”某天,他再次强压上她,她彻底的怒了,“滚蛋,你不要脸!”“不要脸?当初你主动坐到我腿上的时候,你有想过你不要脸吗?!”“……”
  • 林哥的小奶糖

    林哥的小奶糖

    林琛站在许念卿面前,微微歪着头朝她笑,笑的眉眼弯弯日光倾城,照着眼前人明媚的刚好,然后问许念卿:“你是不是喜欢我啊”
  • 混在恶魔高校

    混在恶魔高校

    穿越到恶魔高校里的李奥,带着偷男的大招走上了窃格瓦拉之路。“你是赤龙帝?”“嗯,我也是”“我有白龙皇的光翼”瓦利满脸骄傲的对着李奥说“哦,我也有”你的就是我的,没有我偷不到,如果有那只是我不想要。
  • 乱世猎人第六卷

    乱世猎人第六卷

    一位自幼与兽为伍的少年,凭其武功与智慧突起江湖,却被乱世的激流,一次次推向生死的边缘,而使他深明乱世的真谛——狩猎与被猎。凭其机缘运数,突破武学与智慧的极限,终成乱世之中真正的猎人,而使整个武林以至天下的局势运于掌中……
  • 战神王爷VS腹黑王妃

    战神王爷VS腹黑王妃

    她,是二十一世纪医毒双绝的顶级特工,一手医死人,一手杀活人,一朝穿越,竟成了幕府痴傻大小姐,开什么玩笑?从此幕府多了个天才,少了个痴傻。他,是大名鼎鼎的战神王爷,更是九州大陆的天尊,翻手为云,覆手为雨,当他遇到她,只一眼便宠她,护她,助她……幕星辰“南宫战,我是叫你王爷呢,还是叫你天尊呢”南宫战“星辰乖,叫相公”幕星晨“滚……”