Wednesday, September 16, 2015

Functional-theoretic algebra

Functional-theoretic algebra

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Introduction[edit]

Any vector space can be made into a unital associative algebra, called functional theoretic algebra, by defining products in terms of two linear functionals. In general, it is a non-commutative algebra. It becomes commutative when the two functionals are the same.

Definition[edit]

Let AF be a vector space over a field F, and let L1 and L2 be two linear functionals on AF with the property L1(e) = L2(e) = 1F for some e in AF. We define multiplication of two elements x, y in AF by
 x \cdot y = L_1(x)y + L_2(y)x - L_1(x) L_2(y) e.
It can be verified that the above multiplication is associative and that e is the identity of this multiplication.
So, AF forms an associative algebra with unit e and is called a functional theoretic algebra(FTA).
Suppose the two linear functionals L1 and L2 are the same, say L. Then AF becomes a commutative algebra with multiplication defined by
 x \cdot y = L(x)y + L(y)x - L(x)L(y)e.

Example[edit]





[转] 量子力学活学活用(转)学发长微博~~


 


根据量子把妹学的思想,妹子的状态由态矢|Ψ>决定。一般情况下妹子的状态是相当复杂的,但在粗略的讨论下我们可以认为妹子是一个双态系统,见下述讨论。

妹子量子化的关键是对经典的恋爱值Love进行量子化,具体而言就是把经典把妹学中的Love代以量子把妹学中的Love算符,或简称L算符。我们知道,近似来讲,L算符有两个本征值,爱与不爱。这两个本征值对应的本征矢我们记为|爱>与|不爱>。

由态叠加原理,L算符是完备的,对于任意的|Ψ>,总可以以L的本征矢为基来展开,写为|Ψ>=a|爱>+b|不爱>,其中a,b为复数。这就是我们把妹子近似为一个双态系统的原因。用矩阵(a,b)来描述妹子,即所谓的GAL表象。

好了,假设你对某妹子有好感,试图表白之。表白是一个能激烈改变妹子状态的过程,称为“测量”。测量的过程会引起波函数的坍缩,使波函数“突然地”变到L算符的某个本征态。按表白原理,对处于|Ψ>=a|爱>+b|不爱>态的妹子,你对其表白,使妹子坍缩到|爱>态(也就是接受你)的概率为|a|^2,使妹子坍缩到|不爱>态(也就是拒绝你)的概率为|b|^2。

我们自然希望妹子处于a的模比较大的状态,当然妹子在一开始就处于|Ψ>=|爱>状态最好。但现实当然总是不尽如人意的,一般在未表白之前妹子处于爱与不爱的叠加态,表白既有一定的成功概率,又有一定的失败概率。表白之前妹子到底处于什么态,与表白者的自身条件是有关的。如果是高帅富那当然|a|~1,如果是搬砖男那|a|~0。

但这并不是意味着搬砖男就没有希望了!事实上,写本文正是为了告诉诸位搬砖男,乃们是有机会翻盘的!

原来,在不受表白干扰时,妹子的态是受动力学方程制约而变化的。动力学方程由把妹大师薛定谔最初提出,是这样:ih(d|Ψ>/dt)=H|Ψ>
其中h是约化的普朗克常量,H是妹子的哈密顿算符。

问题的关键在于对易。这一事实最初被另一位把妹大师狄拉克所察觉。他敏锐地意识到,恋爱的关键在于,恋爱算符L与哈密顿算符H是不对易的,[L,H]≠0。这意味着什么呢,意味着妹子不会一直停留在L算符的本征态!

具体来说,就算妹子拒绝了你的表白,她坍缩到了L算符的本征矢|不爱>(这意味着她根本丧失了爱你的成分,你一点机会也没有了)。但是,只要你在一段时间内不去再表白,她的态矢|Ψ>就会在薛定谔方程的作用下,又继续演化成a(t)|爱>+b(t)|不爱>的形式,因为,[L,H]≠0!

也就是说,就算你表白失败,那么,隔一段时间再去表白,你又获得了|a(t)|^2的成功率!第一次不行,第二次总能再试试的嘛。

就算第二次失败了,你再隔一段时间,等妹子的|a(t)|^2>0了,再表白,还是有成功率的。

俗话说,精诚所至,金石为开。由于每次表白都会有一定的成功率,只要你坚持,妹子总会在某次表白中“噗”的一声坍缩到|爱>的态矢,爱上你的!

那么,当这一事件发生的时候,搬砖男们别被喜悦冲晕了头脑,忘记了守卫自己胜利的果实。因为,正如前言,[L,H]≠0意味着妹子不会一直停留在L的本征矢,也就是说就算妹子已经爱上你,她还是会不爱你的;她仍会按薛定谔方程演化成a(t)|爱>+b(t)|不爱>的形式。

这个时候,我们就要回到标题,芝诺效应了。芝诺,相信学过高中政治的同学们都不会陌生。他有个著名的飞矢悖论:飞着的箭在每一瞬间都静止于空间的某一点,所以飞矢是静止的。(差不多就是个这个意思,我的政治老师还是比较长寿的)对于他的论点我们在此不做讨论,我们只讨论在量子把妹学中的一个重要效应:芝诺效应,或称水壶效应。

我们知道,对处于叠加态|Ψ>=a|爱>+b|不爱>的妹子进行测量,得到她爱你的概率是|a|^2。假设妹子的初态是L的一个本征矢|爱>,那么随着时间的推移,她会变成a(t)|爱>+b(t)|不爱>。但是!!如果a(0)=1,b(0)=0,那么在t不太大时,a(t)还是相当接近于1的;这个时候,如果你再问妹子“你爱我吗?”那妹子几乎一定会说“爱!”然后她又坍缩到|爱>的状态,因为你已经进行了一次测量!

所以明白了吗?如果妹子处于某个本征态,而你又持续不断地进行测量,那么妹子会来不及演化便又坍缩回到原先的本征态。这类似于芝诺说的“飞着的箭在每一瞬间是不动的”。从量子把妹学的角度看来,如果你一直看着箭(持续观测它),那它真的就一直停在那儿!这就是芝诺效应,又称水壶效应,因为我们常常会觉得,如果你烧水的时候盯着水壶等水开,那它总是永远不开的样子。

嗯,总的来说就是,当妹子终于接受搬砖男的表白之后,乃们一定不能懈怠,要常常问妹子:“你还爱我吗?”以便妹子一直持续在|爱>的态矢。测量的频繁程度看个人的自身条件。例如数据显示,准高帅富一般一月问一次就可以使妹子持续在|爱>的状态,而某些过于猥琐的筒子则不得不几小时就问一次,以保证妹子不变心。

当然芝诺效应也有另一面,例如,如果妹子拒绝了你的表白,坍缩至|不爱>,而你却不识趣地各种持续表白的话,那只会让她持续处于|不爱>的状态,真是适得其反。

好啦,暂时就写到这里。希望能对物理众有所帮助。←陆老板,看到了么?

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