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2010-05-07 14:01:12 来自: ZZQ(Freedom is not free)
完全个人揣测呵呵:
傅立叶变换的物理来源和量子力学的不确定关系似有很大关联。 比如时域与时间频率域变换来源于时间-能量不确定关系。 FT数学工具形成后,人们发现给空间做FT得到空间频率域可以用到图像处理等领域中去。 时间频率是本身的,无需人工变换,空间频率其实是“人造的”
这个顺序对不对啊?
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5月9号补充:
我称时间频率为“本身”,空间频率为“人造的”的原因是:
对时间频域的处理,以色散为例,我们直接加个色散元件就可以处理“时域波形”,时间频率(能量)是光的另一物理表象。
而对空间频域的处理,必须先经过透镜等元件,把空间分布人工变换到空间频域再做处理,想回到空域需再次变换。
不同表象间的变换,由对易关系可分两类看,对易的-数学上看就是存在一一对映的映射;不对易的-数学上看就是存在类似FT的变换。 大家所提的三角或E指变换是特殊的一种数学形式,其他如勒让德多项式展开等不同基函数都可以归入此类。
FT数学形式人们“创造”的最早,但更早的是人们没有发现但已存在的“对易关系”。有了FT以后大家才玩的空间频率域图像处理等。
PS:今天母亲节,鼓励各位离家的朋友,给妈妈一个电话,鼓起勇气说爱她。在家的,要送花,你们会发现妈妈开心多日地。
X 登录 · · · · · ·Email: 密 码: 忘记密码了 在这台电脑上记住我 >还没有注册... . 2010-05-07 16:23:43 Lynne (见贤思齐) 时域空间与频率空间变换的确可以与时间-能量不确定关系相关。来源?也许可以这样说吧。。。
频率?
FT可以把函数由时域空间变换到坐标空间,广义的FT可以不是周期函数吧。
对FT不熟,烦请楼主及各位指教下
> 删除 . 2010-05-07 16:59:06 捕风*sophy (一颗清静心。) 我对FT变换的了解仅仅停留在时域和频域的变换上。
坐等大家解释
还有,拉普拉斯变换呢?从时域到复域,又有什么样的解释呢?
> 删除 . 2010-05-07 17:13:06 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) 什么叫做“本身的”,什么叫做“人造的”?
> 删除 . 2010-05-07 17:38:55 C.Y128 (Death@Rebirth) 傅立叶变换的物理来源和量子力学的不确定关系似有很大关联
u got it...不确定性源于空间的转换...
> 删除 . 2010-05-07 18:07:06 星河逍遥 (韩仲晰|谁他妈初恋就懂爱情啊~) 前几天听一个南大的葛墨林讲,陶哲轩(应该是吧,没笔记没法考证了)有篇关于数据处理的文章里面有个点子,可以拿来考察量子里的不确定原理……
不知道有人知道详情不~
> 删除 . 2010-05-07 18:31:15 無慾 好比日本某歌星曾經穿越到2010年剽竊了SB會會歌,Fourier也穿越到1930年代剽竊了QM,不同的是,日本某歌星使用的是哆拉A夢的時間機器,Fourier使用的則是Newton秘傳的時間機器。
> 删除 . 2010-05-07 21:19:37 Lynne (见贤思齐) Fourier发明他的变换的时候当然还没量力。但不同表象变换的确与不确定性似有很大关联。一直觉得FT很神奇。无欲能不能详细讲解一下。E大能讲下么
cw为什么不确定性源于空间转换?
> 删除 . 2010-05-07 21:27:27 無慾 我就不信你沒學過Fourier變換。
> 删除 . 2010-05-07 21:33:08 C.Y128 (Death@Rebirth) 因为你测量的x是在位形空间,动量是在动量空间测量的...本身是没有什么不确定 但是你要的是在同一个空间看到两者 那么就需要进行一个转化,这个转换就导致了所谓的不确定...如果我没记错的话...叫做什么傅里叶频带展宽定理吧...
其实这个和他当时有没有QM没关系吧...傅里叶的玩意是在频域和时域之间的...频域对应的就是能量...如果你加个常数...你明白的...他的时候没有的是哪个常数...
> 删除 . 2010-05-07 21:49:13 星河逍遥 (韩仲晰|谁他妈初恋就懂爱情啊~) 咦~137说的这个跟不对易那个说法有点关系啊~~要在一个表象下面测量(一个空间里看),由于两个可观测量不对易,所以就有uncertainty了~
> 删除 . 2010-05-07 22:35:20 Lynne (见贤思齐) 我学过,没学会,不行吗?
只会算,但不明白为什么那样一积分就变到别的空间了啊?
话说当年学到Fourier的时候已经是学期末了,结果本该四节课讲完的东西老大一节课就讲完了,还说大家放心考试只出一道FT题。结果期末出了道FT计算大题,我还做错了。
这能怪我吗?
有没有人能讲下为什么FT变换是那样的啊?可以从周期函数讲起,延伸到非周期函数。谢谢了,泪流满面。。
> 删除 . 2010-05-07 22:41:10 Logogogo (Pig has Dreams) 空间频率其实是“人造的”
_____________________________________________________________
我觉得这是的确是这样的,有了这个人造的空间频率之后,空间和动量就成为了一对共轭的动力学量。而在这其中有这么几个地方显得非常有趣:
1. 波函数的引入,复振幅赋予了相位这个概念前所未有的重视。
2. x*k==弧度值,恰好可以做相位,而且表征了波函数的空间周期信息。
3. 德布洛意的p=k关系,恰好又把x和p联系到了一起,而且是相乘的关系。
4. 我们恰好有了傅里叶变换关系,可以把两个有a*b关系的量变来变去。
5. 其好有了个什么傅里叶频带展宽定理,有了不确定关系。于是需要把动力学量算符化,以符合这种共轭量之间的不确定关系。
同样,求证,这种思路是不是对的……
> 删除 . 2010-05-07 22:49:13 Logogogo (Pig has Dreams) 还有,空间频率应该不是人造的……
波在时间上有周期现象,在空间上也有,一个波长一个波长的重复……
> 删除 . 2010-05-07 22:50:05 無慾 FT給出了倆個空間的對偶。但在物理上,與不確定性關係完全不同,只從量綱分析就可以看出來。具體到LZ的問題上,FT給出的是對偶空間的量綱互為倒數,不確定性關係的量綱則是p和q。對於時間,其倒數恰好可以對應於能量,於是帶來某種錯覺,這裡t在不確定性關係中是廣義q,能量是廣義p。但換成廣義p和q,FT不可能從廣義q得到廣義p,也不可能從廣義p得到廣義q。
> 删除 . 2010-05-07 23:09:56 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) 这个和量纲无甚关系吧,量纲都是任意的。比如在几何化量纲里,动量和位置量纲都是长度1次方,能量和时间也都是长度1次方,当然这个例子比较极端了。
不确定关系也不是只有量子里面才有,经典电磁学里也有啊,只要是波动都如此(用上面的话说叫做傅立叶频展原理)。当我们把这个波矢和动量对应起来的时候,就有了海森堡不确定原理。
> 删除 . 2010-05-07 23:10:09 Lynne (见贤思齐) 实际操作中我们从x空间变换到p空间做得还少吗?FT在数学上可以把任意两个量变来变去,当然有没有物理意义是另外一回事了
量纲加个h就行了吧
> 删除 . 2010-05-07 23:15:55 Lynne (见贤思齐) 楼主的意思是不是,数据采集是时序的,而FT后的图形是成像在三维空间的?
> 删除 . 2010-05-07 23:19:07 Lynne (见贤思齐) 没人理我,鄙人已经有些明白FT为何如此积分。谢谢各位
不过如果有人能说下对FT变换的个人理解,鄙人将不胜感激。再次感谢
> 删除 . 2010-05-08 00:33:43 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) 我的个人理解,就是线性叠加线性分解。波的叠加,傅立叶成像,概率的特征函数,傅立叶变换法解微分方程,表象变换,都可以这么理解。叠加和分解,相当于基的变换。基的变换,也就是视角的转换,横看成岭侧成峰。
A change in perspective is worth 80 IQ points. -- Alan Kay
我怎么这么能扯……
> 删除 . 2010-05-08 09:05:35 leeppp fourier变换出现的时候还没有量子力学呢。。。
> 删除 . 2010-05-08 19:38:36 Xiao_Sha NO。fourier只是数学。坐标动量表象的变换只是
不确定关系和fourier没什么关系吧。
> 删除 . 2010-05-08 20:29:19 Logogogo (Pig has Dreams) 不确定关系可以用傅里叶频带展宽定理加以数学上形象的说明……
> 删除 . 2010-05-10 10:34:22 Lynne (见贤思齐) 2010-05-08 00:33:43 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.)
我的个人理解,就是线性叠加线性分解。波的叠加,傅立叶成像,概率的特征函数,傅立叶变换法解微分方程,表象变换,都可以这么理解。叠加和分解,相当于基的变换。基的变换,也就是视角的转换,横看成岭侧成峰。
------------------------------------------
+1
一个函数的傅里叶函数其实就是另一组基下分解的系数
> 删除 . 2010-05-10 20:49:30 Lynne (见贤思齐) 我想也许是这样的:
Fourier Transform最初的想法是看某个波形含有多少不同频率的正弦/余弦波,傅里叶变换出来的函数是分解后某一正弦波成分的展开系数。对于广义的傅里叶变换,本质也是一样的,比如从位形空间变到动量空间的FT函数ψ(p)其实就是ψ(r)中动量p的含量。而这种变换只有对波才是有意义的,对于非波动性的物质是不能做FT变换的。所以楼主说的“傅立叶变换的物理来源和量子力学的不确定关系似有很大关联”是对的,它们都来源于物质的波动性。但“时域与频域变换来源于时间-能量不确定关系”的说法欠妥,它们应该是平行的关系。E-t不确定性来源于波动性,而FT描述波的分解,所以行为上表现得很像。
> 删除 . 2010-05-10 20:58:33 Lynne (见贤思齐) 楼主,我觉得你的补充材料有些措辞还是令人费解。
不很懂图形处理的原理,能不能稍稍解释一下。另外我还是觉得时间频率和空间频率没本质区别。
突然想不明白在物理上两个量为什么会对易?
> 删除 . 2010-05-10 22:05:06 Logogogo (Pig has Dreams) 突然想不明白在物理上两个量为什么会对易?
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物理上的两个量可以对易,说明两个物理量可以“同时”被确定。(同时不是同时性的意思,是“一并”的意思)算符作用在态上面,相当于一次测量,于是交换顺序的测量不改变测量结果,就说明某个态是他们的共同本征态,于是进一步说明它们有共同本征态……我只能把自己的想法表达成这样了……
> 删除 . 2010-05-10 22:39:55 Lynne (见贤思齐) Logogogo表述得很清晰,但我的意思是,对于波来说,可对易的量是什么意思?对一个量的扰动不会影响另一个量的频谱?他们的傅里叶变换有什么特别?
> 删除 . 2010-05-10 22:46:03 Logogogo (Pig has Dreams) 可对易的物理量是共用一组完备的基的,真的不知道该怎么表达出来。
比如说delta(x-x0)*delta(y-y0)就是互易的x,y的本征波函数,那个波函数啥意思,我也说不清楚……
> 删除 . 2010-05-10 22:59:25 Lynne (见贤思齐) 嗯,对,用一组基,无需傅里叶变换!搞忘记了,多谢Logogogo
> 删除 . 2010-05-10 23:04:44 無慾 p和q的對易關係在經典力學中已有,H力學中可視為作為力學公理的動力學方程H方程的推論,只不過這個對易關係與QM中不同,且不獨立於動力學方程。
但在QM中,不需要動力學方程就已有兩者的對易關係,僅是態疊加、測量、波函數三條公理的推論。我在另一帖中說過,態疊加的線性,其實是一個要點。若態疊加是非線性的,在給出動力學方程之前,自然而然就不存在p和q的對易關係。早期QM的爭論焦點,集中在測量和波函數這兩條公理,如今該倆者的反對者日稀,焦點已逐步轉向態疊加的線性。測量和波函數公理,看上去都很自然,其實並不很需要進一步的還原論解釋,但態疊加的線性,無論如何都很突兀。為什麼這個宇宙的態疊加是線性的?
> 删除 . 2010-05-10 23:07:03 Lynne (见贤思齐) δ(x-x0)δ(y-y0)是在坐标表象里x、y坐标的算符表示,或者在x和y方向分别有确定的坐标x0和y0。确定两个方向的坐标值在r空间讨论即可,不涉及表象变换~~~
> 删除 . 2010-05-10 23:15:32 Lynne (见贤思齐) 我为什么觉得线性叠加很自然。。。
经典波就是线性叠加。。。
> 删除 . 2010-05-10 23:37:00 無慾 經典波理論本就不是還原論的,QM基礎研究則是追求還原論解釋。
> 删除 . 2010-05-10 23:44:37 Logogogo (Pig has Dreams) 看不懂哲学术语的人表示,无欲的帖子让我浑身倍感压力……
接着学习……
> 删除 . 2010-05-10 23:47:14 obie (终于可以回国了!) 好深奥的帖子,非物理系人士表示压力很大!赞物理组!
> 删除 . 2010-05-11 00:20:52 善龍 (拟把疏狂图一醉) 物理系人士表示不知所云。
> 删除 . 2010-05-11 00:31:48 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) >>>
看不懂哲学术语的人表示,无欲的帖子让我浑身倍感压力……
接着学习……
光学习不行,要用浑身的辐射抗掉压力
> 删除 . 2010-05-11 20:54:49 Lynne (见贤思齐) 2010-05-10 23:37:00 無慾
經典波理論本就不是還原論的,QM基礎研究則是追求還原論解釋。
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壓力很大
不要歪楼。楼主要求证的是FT变换,FT变换用的是线性叠加,如果世界是非线性的,FT就不能用了。目前至少在人类可观测范围内线性叠加是正确的。
> 删除 . 2010-05-11 20:59:17 Lynne (见贤思齐) 2010-05-11 00:20:52 善龍 (只爱陌生人)
物理系人士表示不知所云。
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不会啊,介个帖子只要学过FT和初量即可看懂。阁下好好看看然后发表下宝贵意见。不要管无欲的那个哲学帖
> 删除 . 2010-05-11 21:00:47 C.Y128 (Death@Rebirth) 世界是线性叠加的?仅仅是低阶近似/微扰下而已吧...
不论是QFT的圈图还是COS的非高斯型...本质上你算到高阶了也就没有线性了 何谈线性叠加?
...
只不过如果考虑底空间是个线性空间然后再加入一阶一阶的微扰...所以不论怎么说近似来讲是线性的...
> 删除 . 2010-05-11 21:12:39 Lynne (见贤思齐) 好吧QFT鄙人没学过,我刚才说的话需要考证。不过目前我所知的高阶微扰均为哈密顿的高阶项,量子态仍是线性叠加的。再微扰,无非计算的基变了,哈密顿对角化后的形状变了,态仍是线性叠加的。。。
量子态非线性叠加是什么样?
> 删除 . 2010-05-11 21:23:54 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) 线性叠加是植根于代数中的。人就是个代数动物,没办法。
> 删除 . 2010-05-11 21:29:41 Lynne (见贤思齐) cw:没看懂
叠加系数本来就是随时间变化的
Aleph:这个说法听起来比较不错,虽然目前不能完全理解
我没说过我相信世界是线性的,我只是希望他是线性的。上次看到一本巨厚的非线性量子力学,没敢借
> 删除 . 2010-05-11 21:36:08 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) @Lynne
我最近在看代数,所以可能会喷出一些伪代数的鬼话,莫怪,望见谅。^^
> 删除 . 2010-05-11 21:37:18 C.Y128 (Death@Rebirth) 先任个错...我说错了...
lss半正解...不是线性叠加是植根于代数中而是代数的根源是线性(空间吧...)
不过实际上为啥量子力学需要线性性呢?实际上是先有线性空间再有代数和内积空间的...
而本质上hillbert空间就是内积空间的一种——平方可积空间...当然如果我的记忆没错的话实际上QM的态空间也不过是hillbert空间的子空间...
是这样的,我解释清楚点的话:什么事内积呢?什么又是代数呢...
在线性空间上定义乘法(得到矢量)得到的就是代数...
在代数空间上定义内积(得到数)得到的就是内积空间...
这个也就应该是根源上的为什么QM的态是线性的...
所以我想...如果那个最原始的线性空间推广到非线性的的话...也许可以构造出非线性的态叠加?
> 删除 . 2010-05-11 21:48:13 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) 代数的根源不是线性,是记数和数数。拿石头记数,拿绳子量长度,就有数的加法、乘法什么的。然后我们都不纯洁了(和無慾的头像无关),就有了环、模、向量空间这些玩意儿,继承了我们还在数数的时候就会的东西。然后我们反过来指责这个世界是很多东西线性叠加构成的。
> 删除 . 2010-05-11 21:50:55 C.Y128 (Death@Rebirth) 数数可是数不出来代数理论的 呵呵~
当然线性叠加是一回事 世界是不是线性的是另外一回事...
只是不可否认 人类最早的认识是——线性的 所以认为是线性叠加的...但是真的是么?
i don't think so...
> 删除 . 2010-05-11 22:00:58 Aleph (Dyslexia, Amnesia, Dementia.) 我发现我歪楼了
> 删除 . 2010-05-11 22:09:38 Lynne (见贤思齐) I think so...
But I'm not sure...
> 删除 . 2010-05-11 22:38:24 寻峰 (可遇而不可求) 我只能说,数学家太牛逼了,坐在屋子里瞎琢磨一个理论,就能用在实际上。
> 删除 . 2010-05-12 00:29:52 無慾 137說的非線性,是系統或模型的非線性,態疊加的線性則是理論本身的線性,兩者是相容的。
> 删除 . 2010-05-12 18:46:51 Everett 因为量子力学只是有效理论,所以它是线性的……
不要拍我……
> 删除 . 2010-05-12 18:49:02 C.Y128 (Death@Rebirth) um...我解释了 我说的非线性指的是“物理世界”量子态空间是另外一回事...
哈哈 赞ls...不过这个有效理论的紫外截断何在
> 删除 . 2010-05-12 21:35:20 Lynne (见贤思齐) 紫外截断就靠你们高能物理发现新现象了
> 删除 . 2010-05-12 22:07:20 Everett 我当然相信LHC还远远没有达到量子力学的紫外截断。
我不知道一个“非线性”的量子力学会给我们带来什么效应?
> 删除 . 2010-05-12 22:12:19 Lynne (见贤思齐) O(∩_∩)O哈哈~我也想知道
> 删除 . 2010-05-12 23:48:41 無慾 不確定性關係,量子態不可克隆,Bell不等式,都依賴於態疊加的線性。
這裡的關鍵不是態疊加非線性的邏輯推論,而是態疊加之線性的深層次原因,也就是,宇宙誕生時為何選擇了線性的態疊加。
豆瓣: 高阶微扰均为哈密顿的高阶项,量子态仍是线性叠加的。再微扰,无非计算的基变了,哈密顿对角化后的形状变了,态仍是线性叠加的
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05/25/2010 postreply
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变分原理在物理学中尤其是在力学中有广泛应用,如著名的虚功原理、最小位能原理、余能原理和哈密顿原理等
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05/24/2010 postreply
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'变分原理'是物理学的一条基本原理 根据科内利乌斯·兰佐斯的说法,任何可以用变分原理来表达的物理定律描述一种自伴的表示。这种表示
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05/24/2010 postreply
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流形的拓扑不变量及其上微分算子的分析不变量之间的关系
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05/24/2010 postreply
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辛拓扑和研究有非退化对称2阶张量(称为度量张量)的流形的黎曼几何有一些相似和不同之处。不像黎曼的情况,辛流形没有像曲率那样的局部
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05/24/2010 postreply
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数学之“芯”—不变量 "拓扑不变量绕过维数障碍"
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05/25/2010 postreply
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拓扑变换可以被想象为任何一种橡胶片式的扭曲,除了不能撕破与融合,什么形状改变都可以发生。经过这种扭曲,连通性、洞的数目、内外关系
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05/25/2010 postreply
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视觉过程从拓扑学还是从欧几里德几何开始?知觉建构应该从变换和感知变换下不变量的角度来理解
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05/25/2010 postreply
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对空间进行分类的一个重要方法就是构造它上面的拓扑不变量
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05/25/2010 postreply
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[PDF] 不同积分变分原理的统一
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05/25/2010 postreply
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经典力学中,位形空间(或译组态空间)是一个物理系统可能处于的所有可能状态的空间,可以有外部约束。一个典型系统的位形空间具有流形的
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05/24/2010 postreply
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运动在普通欧几里得空间中的单个粒子的位形空间就是R3,要同时考虑位置和动量,就必须转到位形空间的余切丛中。这个更大的空间称为系统
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05/24/2010 postreply
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气非线性动力学证明了广义能量极小值原理
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05/25/2010 postreply
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仅由广义坐标 形成的空间叫位形空间;. 由 这一对共轭变量形成的空间叫相空间
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05/24/2010 postreply
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薛定谔将原子客体看作经典电磁波的电磁波解释,就遇到波包的扩散、波是位形空间而不是真实空间的波
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05/23/2010 postreply
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狭义相对论的动量与动能的关系: 高速电子 (图)
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05/23/2010 postreply
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在數學中,經常定義已知對象的直積(direct product)來給出新對象。集合的乘積(參見笛卡爾積),群的乘積(下面描述),
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05/23/2010 postreply
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在数学上,内积空间是增添了一个额外的结构的向量空间。这个额外的结构叫做内积或标量积。这个增添的结构将一对向量与一个纯量连接起来,
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05/23/2010 postreply
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时不变薛定谔方程 HΨE = EΨE 其中H是哈密尔顿算子,一个二阶微分算子而ΨE是波函数,对应于特征值E的特征函数,该值可以
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05/23/2010 postreply
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特征平面 以特征平面,金融上的鞅(期望空间,有效市场)来定价不规矩的向量
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05/23/2010 postreply
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光入人眼,构成一个底场,背景场,坐标系;光照物体,产生反射光线,再如人眼,在背景场上成象;左右眼,两个背景场,坐标系,交叉工作,
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05/23/2010 postreply
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根据科内利乌斯·兰佐斯的说法,任何可以用变分原理来表达的物理定律描述一种自伴的表示。这种表示也被说成是埃尔米特的,描述了在埃尔米
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05/24/2010 postreply
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曲率概念● 基于微分定义在2维曲线和3维曲面上● 与坐标系的选取(旋转平移)无关● 是衡量曲线曲面局部弯曲程度的特征量
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05/24/2010 postreply
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矢量算法与场量初步文档信息
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05/23/2010 postreply
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定域规范变换:因为我们的场论以及我们对世界的观察都是局域的,这时拉氏量会对对于某种变换是不变的,这也意味着有些量是局域不可观测的
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11/18/2010 postreply
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分子对称性与群论初步 直积与直积的特征标 很多人都熟悉矩阵的“内积”,它与普通的代数乘法规则极不相同. 矩阵还有另一种独特的乘法
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05/23/2010 postreply
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神经细胞由细胞体,树突,轴突和轴突末梢组成。细胞体接受树突的信号并相加,当信号总和大于阈值时细胞会兴奋,并且通过轴突发出电信号,
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05/25/2010 postreply
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流形的博客
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05/25/2010 postreply
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路径积分和密度矩阵实际同样可以反推出态叠加,或者说得更直接一点,路径积分是在dirac 的系统上发展起来的,而且也包含了线性算符
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06/12/2010 postreply
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