【量子】费曼路径积分_理论物理吧_百度贴吧
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泡利,我觉得路径积分一定还有更深刻的形式,因为这里的积分显然是不严格的。路径积分的积分区域是实数域,但是其有效测度确实复数域。
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2013年6月18日 - 所以维纳测度之下的随机微积分理论是严格的。 路径积分的积分区域是 .... 这贴的目的是什么。 泡利,我觉得路径积分一定还有更深刻的形式,因为这里的积分显然是我们现在选择一条路径的传播子exp[iδ/h],此处我们忽略了不 ...
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2013年11月13日 - 这贴的目的是什么。 泡利,我觉得路径积分一定还有更深刻的形式,因为这里的积分phymath999: 路径积分的积分区域是实数域,但是其有效测度 ...
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2015年3月16日 - 所以维纳测度之下的随机微积分理论是严格的, 但路径积分不是. 如果一个粒子 .... 泡飞贼克斯- 收藏夹- 知乎
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右边是一个体积分,测度就是整个时空的体积形式<img ... 15/07/21更新:知乎分享的不止是知识,还有观点。告诉大家自己是有理解极限的,要知难而退,也是一种科普教育。这种科普有时比告诉大家一些用来装逼的小知识更重要,因为它能让人尊重这个学科。数学物理这种民科泛滥 ...... 我随便举几个我觉得有点意思的例子...首推当然 ...理论物理- 话题精华- 知乎
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我们不知道。 .... <br>(我还没来得及读这本《对称》就离开物理系了,但是觉得应该很精彩吧,毕竟是另一位的大神 ... 看闲书能直接看到大师们的深刻思想的话,何必听普通人的杂烩呢。 ... 光锥的存在正是因为光速有限。 .... 一)首先解释一个关键的概念,什么是「光锥」。简单地说,光锥就是光的时空路径——注意是「时空」,而不是「空间」借谈书的名义八卦着(但愿能更新)(第5页)_闲闲书话_天涯论坛
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2006年3月10日 - 为了皮卡尔,我们的人会是一支军队".1899年6月13日,皮卡尔获释,所受指控一律撤消. .... 这平静本身就是德雷福斯事件深刻影响法国历史的见证. .... ryneMM,下一个还没想好呢,向来都是想到哪八到哪的. ... 费曼那个“历史路径积分”是不是就是所谓“多历史解释”? ..... 而且一定在农民的平均水平之上,因为我们有知识。对海森伯不确定关系式的理解 - 360Doc个人图书馆
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2010年6月25日 - 讨论了不确定关系式与量子态的叠加性的关系,指出这种不确定性是态叠加性的后果。 .... 年5月发表,其脚注中说:“我完全不觉得开始与海森伯的理论有任何关系。 .... 同时也表示那波函数不是这体系的实在情况的穷尽描述,是一种不完备的描述。 .... 泡利未做这种区别,在他的书《波动力学的一般原理》中写道:“在量子 ...约翰·冯·诺伊曼传- 丁香园专家信息版-丁香园论坛
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2004年6月6日 - 约翰·冯·诺伊曼(在美国大家都知道他的爱称是约翰尼)于1903年12 ... 他的第一篇论文是和菲克特合作写的一篇注记,那时他不到18岁。 ..... 身的课题,在测度论和实变函数理论中获得了有趣的结果。 ... 当然,后者是一种更加冒险的事业,因为最 .... 有一件事我觉得很奇妙,许多次谈论数学中属于集合论或类似的课题 ...曾博BBOC - 人人小站
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2013年6月20日 - 由此我们不难得到,在LC震荡电路中,电容和电感所储存的能量必须相等(假定harmonic solution): ... 这是一种电磁波借助电子的震荡,沿着金属表面传播的现象( 注意,入射 ... 其中2k+1是因为入射电磁波是odd偏振(一个有方向的电场的对称性是奇 ..... 显然,该偶极子能够释放或者吸收一个逆时针的圆偏振光子
Minglei Xiao,物理宅
15/07/21更新:
知乎分享的不止是知识,还有观点。
告诉大家自己是有理解极限的,要知难而退,也是一种科普教育。这种科普有时比告诉大家一些用来装逼的小知识更重要,因为它能让人尊重这个学科。数学物理这种民科泛滥的领域尤其如此。
此外,说明一个问题不是一个好问题更是科普的一个非常重要的任务。我很反感有人科普的时候娓娓道来一些并不相关的知识,比如问为什么1+1=2的时候提什么皮亚罗公理,这就是卖弄风骚(见7/21评论),让提问者觉得自己问的问题还挺好,得到了热烈的回应。有的时候就应该指出是提问者概念上搞混了,有些问题就不该问。
写答案的时候语气是有些不好,不过我也懒得改了。这不是大问题。有些评论单说我语气不好的问题,我认了。有些评论不服气,说我啥都没讲,没有帮助,那就是自己悟性低了。很多人只看到我甩公式,然而我通篇最重要的观点是什么时候该问为什么(对理论作出怀疑的三类动机)。这点阅读能力都没有,还指望别人给科普,怪我喽?
(正文少数粗斜体也是这次更新的。)
——————————————————————————————
首先我们要理解题主的意思。当我们对一个理论作出怀疑时,通常有三类动机:
那么题主是哪一种呢?我判断是第三种,因为题主是“觉得课本上说得很牵强”,说明它在意的是课本上介绍的引力理论自身的问题,而且不可能是自洽性的问题,只能是形式上不清楚,不够有说服力。所以我不会从量子引力的角度来说,因为那是答非所问。
有很多答案说这个问题学界没有确定的回答。这种答案一般分两种情况,一种是像高票匿名用户那样的,肚子里没多少货,自己搞不清楚,就说科学界也没搞清楚(TA的回答有两个严重问题,一是认为爱因斯坦引力理论和牛顿引力是“等价”的,二是认为弦理论甚至引力子是“不可证伪”的,不服来辩);还有一种情况就是懂得比较多的专业人士,他们的重点在于一个结合量子力学的引力理论还未完成,但是正如上面我的观点,这么答是有点答非所问的。
需要注意的是,「对理论形式的不满意」一定是站在了解理论及其相关数学语言的基础上问出来的,而不是在「我看不懂这个理论」的基础上问的。人们总是希望通过一些「日常的经验」来解释「引力」这种物理概念,这也是许多低等民科做的事情。比如评论中有人说「其实地球的中心是个超强力抽气机,把地球上所有的东西都吸住,由此产生了「引力」」,虽然他是开玩笑举的例子,但这就是他以及许多其他人所期待的答案。我本想通过归纳人们问为什么「应该有」的动机而间接批评这类「不应该有」的动机,可惜很多人不理解。所以我觉得必须加上第4点动机:
4. 这个理论不符合「日常经验」。
这个动机是「绝对错误」的。
——————————————————————
下面是我的回答(仅针对有第3类动机的人有效,其他人可以散了):
首先澄清几个问题:
1、对一个科学理论不要过分吹毛求疵,所有理论都是有适用范围的。对于引力理论,牛顿引力在低速弱场近似下足够好了;爱因斯坦引力理论在几乎所有情况下都足够好了,还不适用的地方只有这几处:
a)黑洞,
b)极高能量物理过程(这样的过程不管是自然还是人工都还达不到,只能说是理论上的挑战),
c)极早期宇宙。
2、当你问一个科学概念的逻辑起源的时候,你追求的一般是一个美学结论。任何科学理论都有假设,科学理论不可能无中生有。一个好的理论,可以让你从任何复杂现象开始追根溯源到几个简单的假设,只有当你对假设的美学不认同的话,你才可以继续问为什么,否则就是耍流氓。
什么叫基本假设的“美学”呢?举几个例子:
回答一:
不满意?为什么?这样一个简单的公式就可以解释那么多引力现象了。这个公式告诉你引力是怎么实现的:它和产生引力的物体的质量成正比说明质量是它的源,它和自身的质量也成正比说明质量也是它的荷,它随空间成平方反比率这是一个符合实验的结果。
什么时候你可以对它不满意了呢?当你的审美能力达到了一定的程度,已经觉得这个公式满足不了你了的时候。比如,你可以具体地问:为什么引力和距离的平方成反比,而不是一次方或三次方?这和静电力是一样的,有什么联系?为什么引力总是吸引,不像静电力一样有排斥?你只有问了这些问题,我们才可以继续。
回答二:
经过长时间的学习,你终于弄懂了这个公式的意思。除了一个无关紧要的常数以外,这个公式比万有引力简单了一些,左边是一个几何张量,右边是一个物理张量,这个公式读作“物质弯曲时空”。你别问怎么弯曲的,不知道回去学去。
这个理论里,受引力影响的运动是“自由”的,不需要解释,是牛顿第一定律“物体在不受力的情况下沿直线匀速运动”的直接推广;这个公式告诉你引力是怎样通过物质产生的,右边是能够完整描述物质能量状态的张量,有“守恒”的性质,左边是一个由几何恒等式决定的也有“守恒”性质的几何量,从某种程度上来说,也是很简单的,并没有很多假设。相对于牛顿引力,它指出引力的源不是质量而是能动张量,其低速极限表现为质量;进而摒弃了引力作为「力」的描述,从而也不需要「荷」的概念(等效原理指出作为荷的质量和 F=ma 中的质量相等,说明这个力是几何效应),经过计算,这个公式在低速弱引力极限下表现为平方反比律。
什么?还不满意?你觉得这些张量构造起来太复杂?左边是微分几何中很基本的不依赖坐标的量,右边是狭义相对论自然引入的描述物质能量状态的量,觉得它们陌生只能是因为你姿势水平不够。
你说,这两个量我都熟悉,可是为什么要让它们相等?我们继续看:
回答三:
用作用量阐述物理理论的方法,是分析力学以来理论物理的基本研究方法之一,不懂的回去学去。右边是一个体积分,测度就是整个时空的体积形式,被积分的是几何上能够构造出的最低阶的标量场。也就是说,在允许时空弯曲的前提下,不放进任何物质的理论里,这是最最简单的一个。这总够了吧,这从数学的角度都已经算是很完美了。当你问引力是怎样产生的,我把一个足够符合实验,并且如此简单的一个理论摆出来,你还有理由继续问吗?没有。
什么什么?还不服?为什么不能有高阶的几何标量场?我可以说因为那样就不纯粹不美了吗?当然,也有人做这样的模型的,一种是从几何的角度,找符合美学又不影响实验结果的高阶项,比如Gauss-Bonnet gravity;一种是弦论的低能有效理论,就是各种SUGRA。但是都没被实验验证呢。何况仅从低能有效理论的角度来说,它们都没有老爱的理论简单优雅。
最后,我猜题主并不是在理解了以上三个理论之一后觉得它不够好(如果是,那么上面的就是答案),而是根本没有理解其中任何一个理论。如果是那样,你不要指望有人在知乎上给你完整推导一遍。你有什么具体的问题就具体地说。你得具体说明你对以上哪个理论有意见,然后说出你的意见来,而不是上来就问「为什么」,这就像问「你为什么要出生在这个世界上」一样无礼。
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好了,最后,为了满足一些鸡蛋里挑骨头的读者,讲讲广相和量子的兼容性问题。是的,不兼容,而且由于物理理论一般是向上兼容的,所以我们要修改的是引力理论。但是,我们问这个问题的出发点并不是已有的经典引力理论如何不够好(参看上面几个回答后的斜体问题),而是它在实际操作层面上与另一个理论冲突。也就是说,这个修改并不是问题“引力是怎样产生的”或“引力为什么是这样的”的答案。
不过作为题外话,我还是想澄清一些大家关于量子引力理论的误解。
首先,这种理论,无论是弦论还是圈量子引力,都不是“不可证伪”的。就算以目前的理论程度,暂时没有实验可以验证哪怕一点它们的推论,它们也是可证伪的,这些概念是不依赖于实验技术水平的。
其次,这样的理论并不是拍脑袋想出来的,虽然它们没有实验的佐证,但是它们有更强大的东西使得人们相信它,那就是理论的自洽性。我们说,当两个成熟的理论产生矛盾的时候,首先肯定它们都是(近似)正确的,这对于一个统一的理论来说有着非常大的限制,即这个统一理论在两种极限下确实可以得到这两个成熟的理论。在寻找这样的统一理论的过程中,我们要不断地debug,因为很多理论会有自身逻辑上的矛盾性,必须要避免。这样一来,可供选择的理论本来就不多了。而弦论是迄今为止比较成功的一个,这相当不容易。
最后,也是大家误解最多的,并不是实验上发现了什么极端现象,由于没考虑量子效应经典引力理论解释不了,而单单是理论上它们不相容。也就是说,目前并没有发现什么引力现象无法用现有引力理论解释。所以说,就“引力现象”而言,物理学已经给出了足够完美的解释了,解释不了的那些都没发现。这难道还不够吗
知乎分享的不止是知识,还有观点。
告诉大家自己是有理解极限的,要知难而退,也是一种科普教育。这种科普有时比告诉大家一些用来装逼的小知识更重要,因为它能让人尊重这个学科。数学物理这种民科泛滥的领域尤其如此。
此外,说明一个问题不是一个好问题更是科普的一个非常重要的任务。我很反感有人科普的时候娓娓道来一些并不相关的知识,比如问为什么1+1=2的时候提什么皮亚罗公理,这就是卖弄风骚(见7/21评论),让提问者觉得自己问的问题还挺好,得到了热烈的回应。有的时候就应该指出是提问者概念上搞混了,有些问题就不该问。
写答案的时候语气是有些不好,不过我也懒得改了。这不是大问题。有些评论单说我语气不好的问题,我认了。有些评论不服气,说我啥都没讲,没有帮助,那就是自己悟性低了。很多人只看到我甩公式,然而我通篇最重要的观点是什么时候该问为什么(对理论作出怀疑的三类动机)。这点阅读能力都没有,还指望别人给科普,怪我喽?
(正文少数粗斜体也是这次更新的。)
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首先我们要理解题主的意思。当我们对一个理论作出怀疑时,通常有三类动机:
- 这个理论不符合某个实验,或者不自洽(不符合思想实验);
- 这个理论和另一个理论有冲突;
- 对这个理论的形式本身不满意。
那么题主是哪一种呢?我判断是第三种,因为题主是“觉得课本上说得很牵强”,说明它在意的是课本上介绍的引力理论自身的问题,而且不可能是自洽性的问题,只能是形式上不清楚,不够有说服力。所以我不会从量子引力的角度来说,因为那是答非所问。
有很多答案说这个问题学界没有确定的回答。这种答案一般分两种情况,一种是像高票匿名用户那样的,肚子里没多少货,自己搞不清楚,就说科学界也没搞清楚(TA的回答有两个严重问题,一是认为爱因斯坦引力理论和牛顿引力是“等价”的,二是认为弦理论甚至引力子是“不可证伪”的,不服来辩);还有一种情况就是懂得比较多的专业人士,他们的重点在于一个结合量子力学的引力理论还未完成,但是正如上面我的观点,这么答是有点答非所问的。
需要注意的是,「对理论形式的不满意」一定是站在了解理论及其相关数学语言的基础上问出来的,而不是在「我看不懂这个理论」的基础上问的。人们总是希望通过一些「日常的经验」来解释「引力」这种物理概念,这也是许多低等民科做的事情。比如评论中有人说「其实地球的中心是个超强力抽气机,把地球上所有的东西都吸住,由此产生了「引力」」,虽然他是开玩笑举的例子,但这就是他以及许多其他人所期待的答案。我本想通过归纳人们问为什么「应该有」的动机而间接批评这类「不应该有」的动机,可惜很多人不理解。所以我觉得必须加上第4点动机:
4. 这个理论不符合「日常经验」。
这个动机是「绝对错误」的。
——————————————————————
下面是我的回答(仅针对有第3类动机的人有效,其他人可以散了):
首先澄清几个问题:
1、对一个科学理论不要过分吹毛求疵,所有理论都是有适用范围的。对于引力理论,牛顿引力在低速弱场近似下足够好了;爱因斯坦引力理论在几乎所有情况下都足够好了,还不适用的地方只有这几处:
a)黑洞,
b)极高能量物理过程(这样的过程不管是自然还是人工都还达不到,只能说是理论上的挑战),
c)极早期宇宙。
2、当你问一个科学概念的逻辑起源的时候,你追求的一般是一个美学结论。任何科学理论都有假设,科学理论不可能无中生有。一个好的理论,可以让你从任何复杂现象开始追根溯源到几个简单的假设,只有当你对假设的美学不认同的话,你才可以继续问为什么,否则就是耍流氓。
什么叫基本假设的“美学”呢?举几个例子:
- 托勒密的本轮均轮。托勒密的理论对于初期观测数据是有比较良好的解释力的,但是随着观测数据的增多,他开始修改自己的理论,加了很多无中生有的东西,叫“本轮”“均轮”(我没研究过,只知道这些历史事实)。最后被日心说推翻时,日心说对数据的符合程度并没有非常理想,但是由于假设极少,还是战胜了设定繁杂的地心说。直到开普勒的天体物理三定律和牛顿的万有引力理论,观测数据才能被极好的拟合。这个例子说明,一个好的理论参数不能太多。
- 标准模型希格斯粒子质量的“精细调节”。具体的就不详述了,这个比较专业。概括起来,就是理论里需要有两个相互独立的参数,它们必须相差亿万分之一,才能解释观察到的现象(希格斯质量的值)。这就是提出“超对称”的一个重要动机。这个例子说明,一个好的理论的独立参数之间的关系不能太有“人为”的痕迹。
- 爱因斯坦的相对论。相对论大师爱因斯坦,在提出狭义相对论的时候有一个抉择,那就是从以下三个东西中舍弃一个:相对性原理,光速不变,时空性质。当时的状况是,光速不变已经被证实,而时空不变几乎是先验的、不可动摇的。结果爱因斯坦力保相对性原理,把很直观的但是并没有严格验证过的时空性质给修改了,这才得到狭义相对论的时空观。这一步走得有一半是被逼的,因为当时的实验亟待一个解决方案。老爱成功了一次后,爱上了相对性原理,对它进一步拓展,得到广义相对论。值得注意的是,这一步是迄今为止极少有的(我能想起来的就这一例)人类没有理论或实验上的动机、纯从美学出发而得到的一个正确理论。这个例子说明,大师级的审美能力是怎样影响理论研究的。
回答一:
不满意?为什么?这样一个简单的公式就可以解释那么多引力现象了。这个公式告诉你引力是怎么实现的:它和产生引力的物体的质量成正比说明质量是它的源,它和自身的质量也成正比说明质量也是它的荷,它随空间成平方反比率这是一个符合实验的结果。
什么时候你可以对它不满意了呢?当你的审美能力达到了一定的程度,已经觉得这个公式满足不了你了的时候。比如,你可以具体地问:为什么引力和距离的平方成反比,而不是一次方或三次方?这和静电力是一样的,有什么联系?为什么引力总是吸引,不像静电力一样有排斥?你只有问了这些问题,我们才可以继续。
回答二:
经过长时间的学习,你终于弄懂了这个公式的意思。除了一个无关紧要的常数以外,这个公式比万有引力简单了一些,左边是一个几何张量,右边是一个物理张量,这个公式读作“物质弯曲时空”。你别问怎么弯曲的,不知道回去学去。
这个理论里,受引力影响的运动是“自由”的,不需要解释,是牛顿第一定律“物体在不受力的情况下沿直线匀速运动”的直接推广;这个公式告诉你引力是怎样通过物质产生的,右边是能够完整描述物质能量状态的张量,有“守恒”的性质,左边是一个由几何恒等式决定的也有“守恒”性质的几何量,从某种程度上来说,也是很简单的,并没有很多假设。相对于牛顿引力,它指出引力的源不是质量而是能动张量,其低速极限表现为质量;进而摒弃了引力作为「力」的描述,从而也不需要「荷」的概念(等效原理指出作为荷的质量和 F=ma 中的质量相等,说明这个力是几何效应),经过计算,这个公式在低速弱引力极限下表现为平方反比律。
什么?还不满意?你觉得这些张量构造起来太复杂?左边是微分几何中很基本的不依赖坐标的量,右边是狭义相对论自然引入的描述物质能量状态的量,觉得它们陌生只能是因为你姿势水平不够。
你说,这两个量我都熟悉,可是为什么要让它们相等?我们继续看:
回答三:
用作用量阐述物理理论的方法,是分析力学以来理论物理的基本研究方法之一,不懂的回去学去。右边是一个体积分,测度就是整个时空的体积形式,被积分的是几何上能够构造出的最低阶的标量场。也就是说,在允许时空弯曲的前提下,不放进任何物质的理论里,这是最最简单的一个。这总够了吧,这从数学的角度都已经算是很完美了。当你问引力是怎样产生的,我把一个足够符合实验,并且如此简单的一个理论摆出来,你还有理由继续问吗?没有。
什么什么?还不服?为什么不能有高阶的几何标量场?我可以说因为那样就不纯粹不美了吗?当然,也有人做这样的模型的,一种是从几何的角度,找符合美学又不影响实验结果的高阶项,比如Gauss-Bonnet gravity;一种是弦论的低能有效理论,就是各种SUGRA。但是都没被实验验证呢。何况仅从低能有效理论的角度来说,它们都没有老爱的理论简单优雅。
最后,我猜题主并不是在理解了以上三个理论之一后觉得它不够好(如果是,那么上面的就是答案),而是根本没有理解其中任何一个理论。如果是那样,你不要指望有人在知乎上给你完整推导一遍。你有什么具体的问题就具体地说。你得具体说明你对以上哪个理论有意见,然后说出你的意见来,而不是上来就问「为什么」,这就像问「你为什么要出生在这个世界上」一样无礼。
————————————————————————————————
好了,最后,为了满足一些鸡蛋里挑骨头的读者,讲讲广相和量子的兼容性问题。是的,不兼容,而且由于物理理论一般是向上兼容的,所以我们要修改的是引力理论。但是,我们问这个问题的出发点并不是已有的经典引力理论如何不够好(参看上面几个回答后的斜体问题),而是它在实际操作层面上与另一个理论冲突。也就是说,这个修改并不是问题“引力是怎样产生的”或“引力为什么是这样的”的答案。
不过作为题外话,我还是想澄清一些大家关于量子引力理论的误解。
首先,这种理论,无论是弦论还是圈量子引力,都不是“不可证伪”的。就算以目前的理论程度,暂时没有实验可以验证哪怕一点它们的推论,它们也是可证伪的,这些概念是不依赖于实验技术水平的。
其次,这样的理论并不是拍脑袋想出来的,虽然它们没有实验的佐证,但是它们有更强大的东西使得人们相信它,那就是理论的自洽性。我们说,当两个成熟的理论产生矛盾的时候,首先肯定它们都是(近似)正确的,这对于一个统一的理论来说有着非常大的限制,即这个统一理论在两种极限下确实可以得到这两个成熟的理论。在寻找这样的统一理论的过程中,我们要不断地debug,因为很多理论会有自身逻辑上的矛盾性,必须要避免。这样一来,可供选择的理论本来就不多了。而弦论是迄今为止比较成功的一个,这相当不容易。
最后,也是大家误解最多的,并不是实验上发现了什么极端现象,由于没考虑量子效应经典引力理论解释不了,而单单是理论上它们不相容。也就是说,目前并没有发现什么引力现象无法用现有引力理论解释。所以说,就“引力现象”而言,物理学已经给出了足够完美的解释了,解释不了的那些都没发现。这难道还不够吗
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