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交易詮釋

指数 交易詮釋

量子力學的交易詮釋(transactional interpretation of quantum mechanics, TIQM)是一種對於量子力學不尋常的詮釋方式,其將量子交互作用描述為駐波,此駐波是由延遲波(retarded wave,順著時間行進)以及超前波(advanced wave,逆著時間行進)的兩種波所構成。這種詮釋首先由於1986年提出。作者主張這樣的詮釋能夠幫助建立量子過程的直觀性,避免掉哥本哈根詮釋以及觀察者角色所帶來的哲學問題,並解決數個量子悖論。克拉默本人在西雅圖的華盛頓大學教授量子力學時採用交易詮釋。 麦克斯韦方程組允許延遲波與超前波的存在作為方程組的解是於1945年由理查·費曼與約翰·惠勒提出。他們兩人利用這個觀念來解決電子的問題。克拉默再度使用此兩種波的想法,用在他對量子理論的交易詮釋上。雖然一般的薛丁格方程式不允許超前解的存在,然而其相對論性的版本卻允許,因此將這樣的超前解用到交易詮釋上。 假設一粒子(比如一光子)由一處源頭發射出,可以跟兩個偵測器中的一者發生作用。根據交易詮釋,粒子源發射出一個尋常的(延遲的)波,順著時間行進,可稱作「出價波」(offer wave),當此波抵達兩個偵測器,每一個回應以一超前波,可稱作「確認波」(confirmation wave),逆著時間行進,回到粒子源。出價波與確認波的相位彼此關聯,透過建設性干涉,在發射與偵測兩事件間的時空區域形成一個具有完整振幅的波;也透過破壞性干涉在其他時空區域抵銷(也就是:在發射時空點「之前」以及吸收時空點「之後」)。出價波與確認波之間的交互作用程度決定了粒子撞擊到其中一個偵測器(而不是另外一個)的機率。在這樣的詮釋中,波函數坍縮不會出現在任何一個特定的時間點,而是「非時間性的」(atemporal),發生於整個交易過程——出價波與確認波發生交互作用所在的時空區域。這些波被視為在物理上是真實存在的,而不僅僅是用以記錄觀察者知識的數學道具——後者觀點則出現在其他一些量子力學詮釋中。 約翰·克拉默主張交易詮釋與阿弗沙爾實驗(Afshar experiment)結果相符,而哥本哈根詮釋與多世界詮釋則沒有如此特性。.

17 关系: 哥本哈根詮釋光子理查德·費曼約翰·惠勒电子狭义相对论相位華盛頓大學西雅圖駐波超前波阿弗沙爾實驗薛定谔方程量子力学时空悖论思想實驗

哥本哈根詮釋

哥本哈根詮釋(Copenhagen interpretation)是量子力學的一種詮釋。根據哥本哈根詮釋,在量子力學裏,量子系統的量子態,可以用波函數來描述,這是量子力學的一個關鍵特色,波函數是個數學函數,專門用來計算粒子在某位置或處於某種運動狀態的機率,測量的動作造成了波函數塌縮,原本的量子態機率地塌縮成一個測量所允許的量子態。 二十世紀早期,從一些關於小尺寸微觀物理的實驗裏,物理學家發現了很多新穎的量子現象。對於這些實驗結果,古典物理完全無法解釋。替而代之,物理學家提出了一些嶄新的理論。而這些理論能夠非常精確地解釋新發現的量子現象。但是,內嵌於這些經驗理論的,是一種關於小尺度真實世界的新模型。它們所給予的預測,常使物理學家覺得相當地反直覺。甚至它們的發現者都感受到極其驚訝。哥本哈根詮釋嘗試著,在實驗證據的範圍內,給予實驗結果和相關理論表述一個合理的解釋。換句話說,它試著回答一個問題:這些奇妙的實驗結果到底有什麼意義? 哥本哈根詮釋主要是由尼爾斯·波耳和維爾納·海森堡于1927年在哥本哈根合作研究时共同提出的。此詮釋延伸了由德国数学家、物理学家馬克斯·玻恩所提出的波函数的機率表述,之后发展为著名的不确定性原理。他們所提的詮釋嘗試要對一些量子力學所帶來的複雜問題提出回答,比如波粒二象性以及測量問題。此后,量子理论中的概率特性便不再是猜想,而是作为一条定律而存在了。量子论以及这条詮釋在整个自然科学以及哲学的发展和研究中都起着非常显著的作用。 哥本哈根詮釋給予了量子系統的量子行為一個精簡又易懂的解釋。1997年,在一場量子力學研討會上,舉行了一個關於詮釋論題的意向調查,根據這調查的結果,超過半數的物理學家對哥本哈根詮釋感到滿意;第二多的是多世界詮釋。雖然當前的傾向顯示出其它的詮釋也具有相當的競爭力,在20世紀期間,大多數的物理學家都願意接受哥本哈根詮釋。.

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光子

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理查德·費曼

查德·菲利普斯·費曼(Richard Phillips Feynman,),美國理论物理學家,量子电动力学创始人之一,纳米技术之父。由費曼提出或完善的费曼图、费曼规则(Feynman rules)和重整化计算方法是研究量子电动力学和粒子物理学的重要工具。费曼个性十足,爱出风头,平易近人且喜爱搞怪,有很多逸闻流传于世。在1999年英國雜誌《》对全球130名領先物理學家的民意調查中,他被評為有史以來10位最偉大的物理學家之一。費曼父母皆為立陶宛猶太人,來自白俄羅斯,然而費曼本人是無神論者。 费曼业余爱好广泛,如打邦哥鼓、破译玛雅文明的象形文字、研究如何撬開保险櫃的鎖及逛脱衣舞厅等。他自己搜罗了不少这类故事,整理成了自传《别闹了,费曼先生!》。该书后來成为畅销大众读物。费曼是少数几个在大众心目中形象生动鲜活的前沿科学家之一。.

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約翰·惠勒

約翰·阿奇博爾德·惠勒(John Archibald Wheeler,),出生於美國佛羅里達州傑克遜維爾,美国理论物理学家。 惠勒雖然沒有得到諾貝爾獎,但是他無疑是美國最重要的物理學家之一。作為物理學家,惠勒最重要的工作是與玻爾合作,在1942年共同揭示了核裂變機制,並參加了研製原子彈的曼哈頓工程。他還是美國第一個氫彈裝置的主要設計者之一。作為物理學教育家,惠勒培養出了幾代美國物理學家,他指導過的博士達50位之多——當下美國宇宙學或者天體理論物理的一線人物有相當一部分是惠勒的學生。.

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电子

电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.

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狭义相对论

-- 狭义相对论(英文:Special relativity)是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的,應用在惯性参考系下的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正。爱因斯坦在1905年完成的《論動體的電動力學》論文中提出了狭义相对论Albert Einstein (1905) "", Annalen der Physik 17: 891; 英文翻譯為George Barker Jeffery和 Wilfrid Perrett翻譯的(1923); 另一版英文翻譯為Megh Nad Saha翻譯的On the Electrodynamics of Moving Bodies(1920).

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相位

位(phase),是描述訊號波形變化的度量,通常以度(角度)作為單位,也稱作相角或相。當訊號波形以週期的方式變化,波形循環一周即為360º。常應用在科學領域,如數學、物理學、電學等。.

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華盛頓大學

華盛頓大學(University of Washington,縮寫為UW),一所位于美國華盛頓州西雅圖的大學,華盛頓州州立大學系統之一。創建於1861年,是美國西岸最古老的大學,也是美國西北部最大的大學。在1990年的時候,華盛頓大學分別在位於西雅圖北邊的巴薩爾(Bothell)和位於西雅圖南邊的塔科馬(Tacoma)設立了巴薩爾校區和塔科馬校區。 2018年USNews世界大学排名第10位,2017年世界大学学术排名(ARWU)第13位,醫學與電腦科學研究所居全美頂尖(全美第1位,第6位)。諾貝爾獎得主14位。擁有超過500棟建築,26座图书馆,校地達兩千萬平方英尺,藏书达750万册。.

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西雅圖

西雅图(Seattle,華文早期或譯作舍路),是美国华盛顿州的一座港口城市,位于华盛顿州金郡,普吉特海湾和华盛顿湖之间,距离美加邊境约174--,是该州最大的城市,也是美国太平洋西北区最大的城市。在2013年截止2012年,全市人口约634,535人,都会区人口400万左右,为美国第15大都会区。西雅图也是景郡的郡政府所在地。 早在欧洲人在此建立定居点至少4000年前,西雅图即有美洲原住民在此居住。1851年11月13日,阿瑟·阿姆斯特朗·丹尼(Arthur A. Denny)及其探险队抵达现今西雅图地区的阿尔凯角(Alki Point)并建立了第一个定居点,这个定居点于1853年被迁移到现在的位置并被命名为“西雅图”(得名于西雅图酋长)。 伐木业是西雅图第一个主要产业,但在19世纪后期的克朗代克淘金热中,该市成为位于通往阿拉斯加途中的一个商业和造船业中心。到1910年,西雅图已成为美国25大城市之一。但在大萧条时期,其经济发展受到严重影响,于第二次世界大战期间及以后逐渐恢复,这部分得益于当地的波音公司将其制造中心定于此地。到上世纪80年代,西雅图发展为一个科技中心,软件,生物技术和互联网公司的发展使该市经济得以复兴,人口也在10年间增加了超过50000人。最近西雅图又成为一个绿色工业和可持续发展模式的中心,并在2013年7月被认为是美国发展速度最快的主要城市。 西雅图的官方别名为“翡翠之城(the Emerald City)”,其他别名还有“雨城(the Rainy City)”、“常綠之城(Evergreen City)”、“阿拉斯加门户(the Gateway to Alaska)”、“女王之城(Queen City)”和“喷气机之城(Jet City)”。西雅图也是摇滚音乐家吉米·亨德里克斯的出生地,也被认为是是另类摇滚风格垃圾音乐的诞生之地。其咖啡消费量极大,是“星巴克”诞生之地,第一家门市就在此地。.

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駐波

波(standing wave或stationary wave)為兩個波長、週期、頻率和波速皆相同的正弦波相向行進干涉而成的合成波。与行波不同,駐波的波形無法前進,因此無法傳播能量,故名之。 駐波通過時,每一個質點皆作簡諧運動。各質點振盪的幅度不相等,振幅為零的點稱為節點或波節(Node),振幅最大的點位於兩節點之间,稱為腹點或波腹(Antinode)。由於節點靜止不動,所以波形沒有傳播。能量以動能和勢能的形式交換儲存,亦傳播不出去。两列传播方向相反的相干波相遇而产生干涉,或介质沿波速的相反方向运动时,均可产生这个现象。常见的驻波现象是谐振器中,一列波与自身的反射波产生干涉而形成的。 1860年,首次发现,并创造了“驻波”(stehende Welle或Stehwelle)一词。.

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超前波

超前波也被称为超前势​​,超前场和超前解。超前势这个词通常应用于涉及麦克斯韦方程的电磁场理论中。超前波和超前场通常应用于量子物理学,因此不仅涉及麦克斯韦方程组,而且涉及薛定谔方程,狄拉克方程和克莱因 - 戈登方程。当我们求解一个方程时,经常使用超前解,例如麦克斯韦方程。超前波是从当前时间发送到过去时间的波。超前波与从当前时间发送到未来时间的滞后波或不同。超前波违反了我们传统的因果关系。然而,许多物理学家,包括,约翰阿奇博尔德-惠勒 理查德-费曼和约翰-克拉默认为超前波或超前场是物理学中的真实现象。有两种理论支持超前波,一种来自量子物理学的出版物,另一种来自经典电磁场理论。.

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阿弗沙爾實驗

阿弗沙爾實驗(Afshar experiment)是一項光學實驗,可能可以挑戰量子力學中的互補原理(principle of complementarity),雖然當前仍未有物理學方面的共識。此實驗是首先由伊朗科學家沙赫里亞爾·阿弗沙爾(Shahriar Afshar)於2001年設計與執行,其結果看起來與量子力學的標準預測相一致;不過據稱其違背了(Englert-Greenberger)恩格勒特格林伯格二元性關係。 Category:光學 Category:量子測量 Category:物理學實驗.

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薛定谔方程

在量子力學中,薛定諤方程(Schrödinger equation)是描述物理系統的量子態怎樣隨時間演化的偏微分方程,为量子力學的基礎方程之一,其以發表者奧地利物理學家埃尔温·薛定諤而命名。關於量子態與薛定諤方程的概念涵蓋於基礎量子力學假說裏,無法從其它任何原理推導而出。 在古典力學裏,人们使用牛頓第二定律描述物體運動。而在量子力學裏,類似的運動方程為薛定諤方程。薛定諤方程的解完備地描述物理系統裏,微觀尺寸粒子的量子行為;這包括分子系統、原子系統、亞原子系統;另外,薛定諤方程的解還可完備地描述宏觀系統,可能乃至整個宇宙。 薛定諤方程可以分為「含時薛定諤方程」與「不含時薛定諤方程」兩種。含時薛定諤方程與時間有關,描述量子系統的波函數怎樣隨著時間而演化。不含時薛定諤方程则與時間無關,描述了定態量子系統的物理性質;該方程的解就是定態量子系統的波函數。量子事件發生的機率可以用波函數來計算,其機率幅的絕對值平方就是量子事件發生的機率密度。 薛定諤方程所屬的波動力學可以數學變換為維爾納·海森堡的矩陣力學,或理察·費曼的路徑積分表述。薛定諤方程是個非相對論性方程,不適用於相對論性理論;對於相對論性微觀系統,必須改使用狄拉克方程或克莱因-戈尔登方程等。.

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量子力学

量子力学(quantum mechanics)是物理學的分支,主要描写微观的事物,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学,如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的學科,都是以其为基础。 19世紀末,人們發現舊有的經典理論無法解釋微观系统,於是經由物理學家的努力,在20世紀初創立量子力学,解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除透过广义相对论描写的引力外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。 愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語「量子力學」的物理學者。.

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时空

时空(时间-空间,时间和空间)是一种基本概念,分别属于物理学、天文学、空间物理学和哲学。并且也是这几个学科最重要的最基本的概念之一。 空间在力学和物理学上,是描述物体以及其运动的位置、形状和方向等抽象概念;而时间则是描述运动之持续性,事件发生之顺序等。时空的特性,主要就是通过物体,其运动以及与其他物体的相互作用之间的各种关系之汇总。空间和时.

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悖论

悖論,亦稱為弔詭或詭局,是指一种导致矛盾的命题。通常从逻辑上无法判断正确或错误称为悖论,似非而是称为佯谬;有时候违背直觉的正确论断也称为悖论。悖论的英文paradox一詞,来自希腊语παράδοξος ,paradoxos,意思是“未预料到的”,“奇怪的”。 如果承认它是真的,经过一系列正确的推理,却又得出它是假的;如果承认它是假的,经过一系列正确的推理,却又得出它是真的。古今中外有不少著名的悖论,它们震撼了逻辑和数学的基础,激发了人们求知和精密的思考,吸引了古往今来许多思想家和爱好者的注意力。解决悖论难题需要创造性的思考,悖论的解决又往往可以给人带来全新的观念。 paradox其實亦有“似非而是”的解釋。即是用普通常識看上去不正確,但其實是正確或是有可能的。例如“站著比走路更累”。一般常識是走路比站著累,但要一個人例如在公園裡站一個小時,他可能寧願走動一個小時。因為“站著比走路更累”。也例如狹義相對論裡面的雙生子佯謬亦是另外一個例子。 佛法中也有釋迦牟尼佛破外道悖論的例子:如《大智度論》卷一中舉出長爪梵志的例子:長爪梵志提倡一種“一切法不受”的主張,其意思是說他不接受世間一切理論。釋迦牟尼佛就問他:「你接不接受你自己所建立的這個“一切法不受”的理論?」長爪梵志像一匹千里馬一樣有智慧,不必等到鞭子打到身上才起跑,只看到鞭影覺悟了。換句話說,當釋迦牟尼佛提出這個問題的時候,長爪梵志就知道自己的理論是有問題的──如果接受,那就是“接受一種理論”這與他自己建立的“一切法不受”的主張違背;如果不接受,那他的主張就不存在。就這樣,一方面顯示長爪梵志的理論是一種悖論,另一方面也突顯釋迦牟尼佛以非常簡短的開示就把長爪梵志折服了。.

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思想實驗

思想實驗是指:使用想像力去進行的實驗,所做的都是在現實中無法做到(或現實未做到)的實驗。例如愛因斯坦有關相對運動的著名思想實驗,又例如在愛因斯坦和英費爾德合著的科普讀物《物理学的进化》中,就有一個實驗要求讀者想像一個平滑,無摩擦力的地面及球體進行實驗,但這在現實(或暫時)是做不到的。思想實驗需求的是想像力,而不是感官。.

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