频率是一个局部性概念,它可以随时出现,也可以. 随时消亡,当. 时频谱或边际谱中有某一频. 率的能量出现时表示一定有该频率的振动波出现,
整体决定局部;因果关系变成互动;
情绪是连续的 理性是感性的断裂;
计划、组织、指挥和控制这些传统的商业技巧从根本上讲都是左脑技巧。它们源自300年前的世界观——一个基于牛顿经典物理学定律的世界观。牛顿定律的前提是如下的一些假说:世界是客观的,作用是可预知的,知识是通过分析得来的。一个基于这类假说的世界观要求逻辑性的、线性的左脑思维技巧,而过去的300多年中,这些技巧为人类社会提供了良好的服务。我们久经磨炼的计划、组织、指挥和控制能力帮助我们征服自然,发展复杂的技术,并使我们的生活水平有了巨大的变化。没有这些技巧,我们就不会过上今天的生活。
但是,这里却存在一个问题。这些机械的技巧是应付一个以逻辑性的、线性的、可预测的方式运转的静止世界中的生活的。而我们快节奏、不断变化、相互紧密关联的世界既不是静止的也不是可预测的。
“机械设备在运行过程中经常出现各种非平稳信
号,其中蕴含着关于设备运行状态的丰富信息,能
够反映机械设备自身和环境激励的变化特点。时频
分析针对非平稳信号成分的时变频谱特征,通过二
维的时间-频率密度函数表示一维的时间信号,从而
揭示信号中的频率成分,以及各频率分量的时变情
况。“
目前,各种时频分析方法在机械设备非平稳信
号处理中得到了广泛应用,如短时Fourier变换、小
波变换和Cohen类时频分布等[1-3]。Hilbert-Huang变
换是分析处理非线性非平稳时间序列的新方法[4-10],
首先通过经验模式分解将信号分解为若干本质模
式函数,即根据信号的局部变化时间尺度,利用3
次样条拟和方法自适应地将信号分解为反映波动
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80 中 国 电 机 工 程 学 报 第26卷
模式的单分量成分,然后对分解结果进行Hilbert
变换,由本质模式函数计算瞬时频率,得到表示信
号幅值/能量-时间-频率分布的Hilbert幅值/能量谱。
Hilbert-Huang变换虽然算法效率高,对信号具有自
适应性,而且具有良好的局部时频聚集能力,但是
该方法的核心——经验模式分解仍然存在一些缺
陷:
(1)分解结果由样条拟和得到,不适合统计
分析。
(2)对信号的奇异点敏感,容易产生模式混
合,得到虚假的本质模式函数。
(3)对高频宽带信号的频率分辨率低,导致
高频分量本质模式函数的瞬时频率波动幅度大。
针对上述问题,Olhede和Walden[11-12]提出了基
于平稳小波包分解的Hilbert谱,该方法应用平稳小
波包变换对信号进行窄带分解,构造Hilbert谱进行
时频分析,既克服了经验模式分解存在的缺陷,又
保持了Hilbert谱的良好时频分辨能力。本文应用该
方法对水轮机过渡过程中转子非平稳振动信号进
行分析,识别了信号中的频率成分及其时变特征。“
频率是一个局部性概念,它可以随时出现,也可以. 随时消亡,当. 时频谱或边际谱中有某一频. 率的能量出现时表示一定有该频率的振动波出现,
局域彼分解是一种基于信号局部特征的信号分析方法,特别适用于分析非线性非平稳信号,可有效地把复杂的振动信号分解成多个振荡模式(内蕴模式分量),进而将信号的局部特征 ...
从牛顿到量子力学
我们生活从一个在技术上可被称作量子时代的年代。原子能、计算机、激光唱盘、条码识别器、激光手术等只不过是叫做量子力学(quantummechanics)的20世纪物理学理论的非凡产品中的一小部分。这个词是20世纪20年代为描述这门亚原子领域的新物理学而创造出来的。顾名思义,亚原子领域是指小于原子的物质世界中的一切。
“量子”这个词字面上讲就是“一定数量某种东西”,“力学”指“研究运动的科学”。因此“量子力学”就是研究亚原子级粒子运动的科学。但是,如果把亚原子级粒子想成一定数量的“某种东西”就错了。亚原子的粒子不是物质的“东西”,而是可能性的趋势——一种具有潜力的能量。如“力学(mechanics)”一词所暗示的,这种能量是永不静止的。它总是在连续的运动中,不断地从波转变为粒子,又由粒子转变为波,组成原子、分子,最终形成物质世界。令人感到神奇的是,我们在物质世界里所看到的这些看上去稳定、静止的东西实际上完全是由能量构成的。
量子力学,或称量子物理学,与经典物理学有着天壤之别。量子物理学研究的是电子、质子、中子以及数以百计的更小的被称为夸克的粒子的行为。经典物理学研究的是在三维世界中的物质对象。然而,研究范围上的差异与工作原理上的差异相比就不算什么了。支配经典物理学世界的定律与亚原子世界的运作方式完全对立。
例如,经典物理学的一个重要定律是,物质的运动是连续的。因此,如果一个物体沿直线运动,除非有外力作用,它将永远沿直线运动下去。这一有关运动的基本理论在我们的日常生活中屡试不爽。于是我们就假设整个宇宙是连续的、稳定的和可预测的。但这却是一个错误的假设。在亚原子级上粒子的运动不是连续的,而是一种不可想像也无法解释的量子飞跃。
这种飞跃打破了牛顿理论,因为它们无法通过理性的分析来解释。在亚原子级别,部分不决定整体的行为。恰恰相反,整体决定着部分的行为。同时,由于亚原子级粒子具有跨越巨大的时间和空间距离而相互作用的能力——这一概念被称作非局部因果(nonlocalcausation)——整体与部分之间的相互作用永远也无法被完全了解。因此,一切简化式的、解析式的方法都无法用于亚原子级粒子的行为。
亚原子级粒子所具有的这种尚无解释、也无法解释的跨时空相互作用的能力不仅违反了牛顿的运动连续性定律,也违反了牛顿有关运动的第二条定律,那就是所有作用都伴随着一个同等的反作用。牛顿第二定律让我们能在我们每天所感知的这个世界里预测物体的行为。但是,由于亚原子级的粒子有非局部相互作用能力,预测它们的行为是不可能的。这并不意味着它们的运动是完全随意的,却意味着它们不是由可辨别的本地原因造成的。在亚原子水平上,牛顿的可预测性(predictability)必须由较不确定的统计学可能性(probability)所替代。
也许在大量奇特的量子现象中最不可思议的是量子世界的主观性。在日常生活中,观察者的行为不会影响观测对象的性质。但在量子水平不是这样。在那里,人类的观测却显示能影响无生命的粒子的行为。物理学家对于如何观测一个光子或电子的选择将决定它表现为波(非局部性振动的能量模式)还是粒子(时空中本地性的位置)。卡普拉(Carpra)在他的《转折点》一书中说:“如果我问它一个粒子问题,它就给我一个粒子答案;如果我问一个波的问题,它就给我一个波的答案。电子没有独立于我的思维之外的客观性质。”在亚原子水平,牛顿式的客观性(objectivity)被量子的主观性(subjectivity)替代。亚原子级的相互作用不仅不可解释,不可预测,而且它们还以某种神秘的方式受我们这些观测者意图的影响。
直到最近我们在将量子原理应用到人类行为上时还是犹豫不决。当然,人们的看法已开始发生变化。心理学、生物学和神经生理学的最新研究显示,我们的确是量子的存在。与宇宙中的所有物体一样,我们也由源于同一共同粒子库的亚原子级粒子组成。尽管我们是符合牛顿经典定律的物质存在,但我们也有一个看不见的非物质层面(精神或意识),可以按照量子的原理运作。
一种新的世界观
在人的意识是否受量子作用支配这个问题上还存在很多分歧。但越来越多的人同意,至少用量子理论来比喻人类行为比用经典物理学定律要好。我们对于人的潜力以及由之而来的我们工作场所潜力的看法受到机械论、决定论、简化论世界观的严重制约。我们不仅需要准备好接受一种新的世界观(表1.1),而且要准备接受一套新的技巧——一套能应对量子时代复杂性的技巧,一套让我们展现生命中量子潜力的技巧。
表1.1两种世界观
从牛顿式立场上看世界是:从量子立场上看世界是:1.物质的、可见的、具体的1.无形的、不可见的、抽象的2.静止的、稳定的、被动的、惰性的2.动态的、振荡的、不断变化的3.可预知的、可控制的3.不可预知的、不可确定的4.不受观察影响;现实是客观的4.受观察者的思维影响;现实是主观的5.一部机器;最好的理解方法是将其分解为最简单的部件;部分决定整体5.一个系统;所有事物都是一个整体的相互关联的部分;整体决定部分6.本地性控制;因果是能清楚地区分的
6.受到很多方面的影响;其中绝大部分是我们看不到的;事件“远距离”发生7.依靠来自外部的能量;没有外部力量,物体就要瓦解7.充满能量;能量是生命及其系统内在的量子技巧
量子世界观(表1.1)提供了七种量子技巧的理论基础。依据这个世界观,世界是一个动态的、不可预知的、主观的、自我组织的系统,而不是一部静止的、可预知的、客观的机器。这种观点要求一套新的技巧,不但能让我们从新的角度看世界,还能让我们以新的形式在世界中生存。
具体的量子技能是:
量子看见有目的性地看见的能力
量子思维进行矛盾性思维的能力
量子感觉感觉到充满活力的能力
量子知晓凭直觉知晓事物的能力
量子行动采取负责任行动的能力
量子信任对生活寄予信任的能力
量子存在存在于关系之中的能力
这些量子技巧既是老古董的又是未来派的,既是科学的又是神秘的,既是简单的又是复杂的。它们是应对新千年的技巧,但又脱胎于古老的智慧。实际上,世界上很多古老精神实践和众多当代心理学理论都以类似于量子力学原理的理论为基础。