对于电子来说,其他可能路径的概率并不低

来源: 2011-07-13 10:44:06 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读:

电子究竟走哪一个轨道? 因上帝是完全理性的,所以上帝没有其他的自由度,它就是按照
完全理性行动,这背后就有物理规律。后来的物理学家费曼发现,可以通过一个数学计算来
计算电子从A点走到B点的概率。这就是所谓路径积分。

我们会在以后继续谈到这个思想。现在只能打一个比方,你可以模仿路径积分,算出今天上
证指数从2800点开盘,到2880点收盘这个事情可能出现的概率。

有了起点和终点,实际上连接它们的有无穷多条路径,这些不同的路径对应有不同的一个复
数,这个复数是路径相关的,当你把所有路径加起来的时候,你会得到一个总结果,这就是
路径积分的基本思想。


在打乒乓球的时候,从你发球到对方接球这个过程中,乒乓球在空中其实走遍了所有的路径
,虽然表面上看球桌很小,但理论上乒乓球确实在离开你之后去了一趟北京西单,然后到了
你对手的前面!每条不同的路径有不同的经典作用量。对于宏观物体来说,这个经典作用量
实在太大,远远大于表征量子作用量的普朗克常数,基于这个原因,乒乓球的去西单绕一圈
的概率大大减低了。
但对于电子来说,其他可能路径的概率并不低。

这背后的计算暂时不讲,对于数学家来说,为了计算类似的积分,类似的数学结构被称为“
steepest descent”(最陡下降法),这是一个很重要的数学结构,它要求你在复平面上
找一条路径——被称为积分路径——这条积分路径的其实对应解析函数的实部和虚部上的两
条路线。如果你把解析函数的实部u(x,y)看成是复平面上的一座山,而虚部v(x,y)是另
外一个山。, 那么这两个山具有这样的关系,就是u山上的等高线对应复平面上的积分路径
同时对应v山上的最陡下降的路径。

换句话说,如果一个女孩子住在u山上,一个男孩子住在v山上。 男孩子并不知道自己所在
的这个山那里是最陡峭的路径,他有一个办法,就是让那个女孩子绕u山的等高线走一圈,
男孩子就知道自己所在的v山,那里有最陡峭的路径。