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量子计算(quantumcomputation)的理论基础是张量积和纠缠态。所谓纠缠态,如果用经典理论概念来说就是:标量(能量)、矢量(动量)、二阶张量(电磁场,引力场)、及高阶张量(自旋场,色动场)等“直接加”而形成的一个客观物理量。它等价于社会学上的“共存”概念。
在这层意义上讲,用经典微分方程组把不同场耦合起来的求解复合场物理运动的方法是其老祖宗!这种复合场的求解特征是:由于耦合项的存在,任何一个场的变化均会决定其它场的演化。这是以种复杂物理运动,它是客观存在的。
但是,面对有同样抽象结构的物理实在,量子物理学家选用了纠缠态这个名称。有没有猎奇的心理因素存在呢?
为何选用纠缠态这个名字是量子物理学家的自由。但是,这个名称的最大好处无疑是令量子物理学界外的学界外部学者不明所以(那怕他们是物理学家),也就是避免不必要的麻烦!量子物理在上世纪50到60年代受到的四面围攻给该学科以深刻的历史教训。我想,他们多少有这样的想法:与传统学科脱钩。而不是像早期一样借用动量、波(位置矢量、波数矢量)等经典术语(概念)。人们用传统概念解读量子物理的传统也有百年历史了。如果用:标量+矢量+二阶张量+及高阶张量=W 的形式列出有关的抽象理论表述【注:我研究的理性力学就是玩这个的,无疑是被批判的】,那么,就如历史上的故事一般,取其一式,就足以把量子物理学家驳的无力回答:标量与矢量是完全不同的量,那能直接加呢?
显然,如果科普量子计算的真实理论基础,那将产生灾难性的后果!一年被蛇咬,十年怕井绳!但是,为了得到科研经费的支持,还得科普。那就科普量子计算的伟大好处及美好未来。这也管用。所以,量子计算、纠缠态以一种很神秘的方式、以很神秘的隐义成为媒体上的常见词。
如果早推150年,那时的数学物理学家就在抽象层次构造了这样的一类理论。但是,由于远远超出了那个时代的抽象思想水平,没有得到学界的重视。但是,创立者们还是以自费出版等方式顽强的把这类理论流传了下来。
在人们认识到标量+矢量+二阶张量+及高阶张量=W 的形式有真实对应的客观物理实在以后,对这类理论的热情也就必定出现了!
量子计算所秉承的理念是:物理实在的运动规律决定了数学计算规律。这太传统了:矢量的加法就是源于力学的力的分解概念!几千年历史了,但是得等到几百年前才能成为科学的基本计算工具。
如果看一下矢量运算在当代科学中的地位,为何不想象一下量子计算在未来科学中的地位呢?如果在这个层次上看问题,那就会热血沸腾了!
原则上,量子计算的玄秘化本身是不利于其发展的。但是,有多少学者愿意去学习张量积、直接加概念呢?很少!再学习对已经功成名就者而言是非常的不自觉的行为。然而,指望年青学者也是不现实的,他们有自身特有的困难。
量子计算(quantumcomputation)的研究的确是源于量子物理学学,尤其是量子信息论。但是,研究到现在,他们被迫的面对一个挥之不去的现实结论:根本没有必要把量子计算与量子力学描述的系统联系在一起!
这才是一个历史性的伟大转折!这个学科的研究点燃了把抽象理论赋予计算机编程,并最终工程化的星星之火,至于何日燎原就不得而知了!
但是,有一点是肯定的:现代物理百年来的研究,对其抽象表达方式无论如何批判,也无法阻止这类抽象表达演化为实实在在的工程计算方法。
然而,毫无疑问的,在人们接受这类新数学计算方法时,会抛弃量子计算这个术语。这个术语太误导人了!
内禀坐标系隐涵的物理理念
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内禀坐标系隐涵的物理理念就是:物质运动本质性的坐标自变量个数(维数)是由物质运动本身决定的,它一般的少于唯象观测下所需的坐标自变量个数(维数)。只有在内禀坐标下表出的物理定律(运动规律)具有客观不变性。现代物理理论禀承这个理念。原则上,这个原理的初始形态是拉格让日力学的物质坐标系概念。量子力学的动量坐标和能量坐标是其另一种极端形式。
单纯的从数学物理方程求解的角度看,利用对称性类的条件可以把空间的维数(独立空间自变量的个数)减少。当然,这种变量代换后的低维空间的坐标自变量本身在3维欧氏空间看来是曲线或曲面。与高等数学里的曲线坐标系不同的是,内禀坐标系是镶嵌在被研究对象(物质)上的。对3维欧氏空间中的有限物体,其外表面边界上有一个天然的曲面内禀坐标选择(二维),而第3个维内禀坐标就是其厚度(或深度)坐标。
这类坐标的特点是:取值范围有限,可以是循环坐标。
现代物理数学表述中,很愿意取等能量面上的两个内禀坐标为能量面的内禀坐标,而取能量面间的距离坐标为第3个内禀坐标。这样选择的3个内禀坐标在微分形式操作中等价于3维直角坐标。所以,在公式化操作中,还是写成dx,dy,dz形式。
把曲线坐标系与内禀坐标系混为一谈的文献(教科书)随处可见。把观测空间维数(表象)混同于内禀空间维数(物理客观)的文献教科书)也随处可见。
各国科学界的普遍现象是:用基于表象观测时空的理论表述(教科书用的最广)反对基于物理运动内在时空的理论表述。
反对的后果是:学术上,大家无论如何努力,原地转圈圈。
今天总算是能把拉格朗日方程用起来了,虽然还是不懂推倒过程........这个可加性又是什么东西?什么“拉格朗日喊函数的可加性意味着,在没有相互作用的系统中,任一部分的运动方程不可能包含另一部分的量”
回复:2楼
图腾我问一下,这个拉格朗日函数是怎么定义的?是定义为动能-势能?可是这样的话先要定义势能感觉没有走出牛顿的体系,而且拉格朗日函数貌似也不止一个。是不是说,基本原理是“存在”这么一个拉格朗日函数,具有关于时间的积分最小这一性质,然后我们再把这个函数“找”出来,找到“拉格朗日函数”中的一个是动能-势能?
图腾我问一下,这个拉格朗日函数是怎么定义的?是定义为动能-势能?可是这样的话先要定义势能感觉没有走出牛顿的体系,而且拉格朗日函数貌似也不止一个。是不是说,基本原理是“存在”这么一个拉格朗日函数,具有关于时间的积分最小这一性质,然后我们再把这个函数“找”出来,找到“拉格朗日函数”中的一个是动能-势能?
回复:5楼
应该是定义吧...L=T-V,所谓找出实际路径的L只是说其中的q(t)是要确定的,但L=T-V这形式却是固定的。至于两系统没有相互作用,就好比两个软柿子,分开来放,却当做一个系统,就是L=L1+L2;但要是俩软柿子相互碰撞了,那就有相互作用了,就不能这么干了。
至于定义势能的问题,你没看L.D.Landau的《力学》中是怎么写的吗:U(r1,r2,r3,...,rn),这不是没有走出牛顿体系,谁说用笛卡尔坐标就是牛顿体系啦?描述几个质点间的势能,当然是用相互的位置矢量比较方便啦~~~
应该是定义吧...L=T-V,所谓找出实际路径的L只是说其中的q(t)是要确定的,但L=T-V这形式却是固定的。至于两系统没有相互作用,就好比两个软柿子,分开来放,却当做一个系统,就是L=L1+L2;但要是俩软柿子相互碰撞了,那就有相互作用了,就不能这么干了。
至于定义势能的问题,你没看L.D.Landau的《力学》中是怎么写的吗:U(r1,r2,r3,...,rn),这不是没有走出牛顿体系,谁说用笛卡尔坐标就是牛顿体系啦?描述几个质点间的势能,当然是用相互的位置矢量比较方便啦~~~
内禀坐标系隐涵的物理理念
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内禀坐标系隐涵的物理理念就是:物质运动本质性的坐标自变量个数(维数)是由物质运动本身决定的,它一般的少于唯象观测下所需的坐标自变量个数(维数)。只有在内禀坐标下表出的物理定律(运动规律)具有客观不变性。现代物理理论禀承这个理念。原则上,这个原理的初始形态是拉格让日力学的物质坐标系概念。量子力学的动量坐标和能量坐标是其另一种极端形式。
单纯的从数学物理方程求解的角度看,利用对称性类的条件可以把空间的维数(独立空间自变量的个数)减少。当然,这种变量代换后的低维空间的坐标自变量本身在3维欧氏空间看来是曲线或曲面。与高等数学里的曲线坐标系不同的是,内禀坐标系是镶嵌在被研究对象(物质)上的。对3维欧氏空间中的有限物体,其外表面边界上有一个天然的曲面内禀坐标选择(二维),而第3个维内禀坐标就是其厚度(或深度)坐标。
这类坐标的特点是:取值范围有限,可以是循环坐标。
现代物理数学表述中,很愿意取等能量面上的两个内禀坐标为能量面的内禀坐标,而取能量面间的距离坐标为第3个内禀坐标。这样选择的3个内禀坐标在微分形式操作中等价于3维直角坐标。所以,在公式化操作中,还是写成dx,dy,dz形式。
把曲线坐标系与内禀坐标系混为一谈的文献(教科书)随处可见。把观测空间维数(表象)混同于内禀空间维数(物理客观)的文献教科书)也随处可见。
各国科学界的普遍现象是:用基于表象观测时空的理论表述(教科书用的最广)反对基于物理运动内在时空的理论表述。
反对的后果是:学术上,大家无论如何努力,原地转圈圈。
以两体问题为例,若用两粒子的坐标与速度描述体系,由于相互作用,拉格朗日函数中不同自由度纠结,生成的运动方程同时与两个粒子有关。若用质心、相对坐标与速度描述体系的整体、内部运动,则拉格朗日函数等于整体运动部分加内部运动部分,两种自由度完全解耦,相当于两个无相互作用的“准粒子”(一个质量“串联”,表征整体运动;另一个质量“并联”,表征内部运动)组成的系统。此即所谓的可加性。
好像有点懂了,是不是说,只要用同样的广义坐标,并且两部分没有作用,就可以相加?可书上“拉格朗日函数的可加性本身表明了这样一个事实,即没有相互作用的诸
部分中的任一部分的运动方程不可能包含属于体系另外部分的量”这句是啥意思?————小卫
部分中的任一部分的运动方程不可能包含属于体系另外部分的量”这句是啥意思?————小卫
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