费曼提出的科学理论是,宇宙的来源及演化相关理论

大家地球的“可知性”有一个基本上限定,海森堡不确定性原理告知大家,在我们尝试更准确地确认一个特性,它相应的特性就越基本相同。简单点来说,彻底了解一个粒子的部位代表着它的速率不是推测的。更进一步而言,未精确测量的特性不但是不确定性的,并且基本上是未声明的,这方面最难忘的例子之一是知名的双缝实验。

一个粒子,例如一个光量子或一个电子器件,穿过一个包括2个双缝的天然屏障到后来的显示屏。它的起始部位和最后部位是给定的,但它中间的路径是啥?它穿过哪个双缝?仅有当他们中的每一个都穿过2个双缝时,才可以表述由显示屏上的粒子造成的干预图案设计。但是这时大家不可以把它作为粒子,反而是做为添充正中间室内空间的波,穿过一个双缝的波的震幅与穿过另一双缝的波的震幅求和来测算显示屏上粒子的部位。

一个同学问:“假如在天然屏障上切第三条缝会产生哪些?”显而易见,大家一定要将穿过全部三个双缝的波的震幅加在一起。那一个学员再次询问道:“但假如天然屏障上面有四个、五个缝,乃至是无穷的缝,连天然屏障都没了,那该怎么办呢?”没有错,那一个学员便是杰弗里·费曼,他刚简述了物理学路径积分公式的基本知识。这是一个简洁明了的念头,但它致使了目前为止最幽雅的物理学公式计算,并变成量子场论的重要。

最少功效基本原理

这一念头实质上是如此的:要了解粒子在两点之间散播的概率,大家必须考虑到所有的有可能产生的方法。双缝实验是一个充分必要条件,大家只考虑到二种有可能的路径。可是,当某事穿过宽阔的区域时,它就好像穿过无数有无尽双缝的天然屏障,有无限潜能的路径。而费曼想到了一种方式 来组成无尽路径,以得出一个粒子抵达其最后终点的特别真正、比较有限的概率。

他的秘诀是将散播所耗费的时长切割成小间距,并在每一个时长步幅上让粒子在空间中采取任何可以预料的平行线步幅。这得出了一组从开始点至终点站的路径,在其中一些看上去很正常的,但大部分全是荒诞的。例如,有一些路径会转圈或绕路抵达宇宙的边缘。

路径积分公式的意想不到之处取决于,费曼加上了一个且只有一个参量基本原理,那便是“最少功效基本原理”。它强调,一个目标将自始至终遵循功效量降到最低的路径。这一功效量难以界定,它与路径上动能和势能中间的传播及其行程安排时长正相关。针对超大尺度传统宇宙空间,降到最低时长可以推论出几乎全部运动方程。但是,在量子宇宙中,沒有单一的路径,费曼继而应用量子科技功效来为单独粒子可以采用的每一条无尽路径分派一个必要性——权重值。随后,运用高等数学的惊喜,他可以将所有的这种无限潜能路径的奉献加下去,以寻找一个粒子从起始到终点站开展简易旅游的概率。

费曼的路径并非每一个都是独立的概率产生。反过来,每条路径都为全部旅途奉献了大家所指的概率力度。薛定谔的波动方程和费曼的路径信用卡积分叙述了这一概率力度的物品。概率力度是大家所指的单数,我们可以将每一条路径的概率力度想像成一个二维空间中某一长短和角度的箭头符号。每一个箭头符号的总长得出了该路径的概率,可是要得到粒子从起始到终端的总概率,必须将所有的很有可能路径的概率力度箭头符号首尾相接。联接该链的起始和终端的箭头符号长短表明全部路径的总概率。

从无尽到比较有限

如今,当费曼用这一功效计算出他无尽路径的概率幅度值时,奇妙的事儿发生了。全部玩命的路径都互相相抵,仅有最最明智的路径——这些功效量至少的路径,才显着提高了概率。超大尺度传统全球中了解的路径仅仅不互相相抵的一小部分无限潜能路径。

费曼的路径积分公式使他可以从零开始推论出薛定谔方程。路径积分方法在数学课上相当于物理学的初期推导,并且比物理学的初期推论更强劲。这类能量来源于最少功效基本原理,该功效量是穿过时光的粒子路径的函数公式。这代表它对称性地看待时间与空间,因而与牛顿的广义相对论相符合

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由来:润街工作经验

原文章标题:费曼路径信用卡积分

编写:Paarthurnax

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