شياو بيان نشر قبل مقالا بعنوان "عصر البيانات الكبيرة، المعلمات، وكيفية الحد من البعد؟ " المادة، نرى الكثير من التعليقات المثيرة للاهتمام، وقارئ واحد سأل سؤال -" لماذا هو غير مؤكد على المستوى الكلي الجزئي يشكل اليقين "، هذا هو السؤال المحير جدا، فإنه يجعل؟ وأعتقد أن من "كتاب التغييرات" في الجملة:
من السهل تاي تشي، ابتداء من مباراتين، واثنين من مظاهر الصحة أربع صور، وأربع صور والقيل والقال الخام (الطلاب القيل والقال فضيحة).
وتعتقد فلسفتنا أن الطلاب أربعة وستين ياو القيل والقال، وهذا السداسية ياو تشفير جميع المعلومات في العالم. من وجهة نظر حديثة، "كتاب التغيرات" ومتقدمة جدا، ويمكن أن ينظر إلى هذه الفكرة كما المنشئ من نظام ثنائي الكمبيوتر. "كتاب التغيرات" يطير في مرهم هو أنه، مع وجهة نظر شاملة بسيطة نظر (أي احترام سلسلة صغيرة من التفكير جبري) لتفسير العالم كله، ونقطة البداية هي جيدة، ولكن هذا يفترض أن النظام فقط الفلسفي الظروف الأولية عشوائية (الكون بدأ في حالة من الفوضى)، لكنها تتجاهل العالم المجهري العشوائية . ولكن لا عجب، بعد كل شيء، كما ارتكبت أينشتاين مثل هذا الخطأ. "فضيحة القيل والقال الصحة" هو في الواقع بديل جيد، لأن "فضيحة" في حد ذاته غير مؤكدة بطبيعتها.
لأن العالم المجهري غير مؤكد لماذا العالم العيانية الذي نعيش فيه هو تحديد ذلك؟ ربما لا أحد يستطيع الإجابة على هذا السؤال حقا. لكن مستويين من عدم اليقين ستبدأ سلسلة صغيرة، يجب أن تفسر من ثلاث زوايا مختلفة، لخصت تقريبا على النحو التالي:
ربما معظم القراء قراءة موجزة أو خسارة، لا يهم، والاستماع إلى سلسلة صغيرة مع حقه. شياو بيان أؤكد مرة الفيزياء الكلاسيكية وفلسفة الفيزياء الكمومية هي مختلفة جدا، ولكي نفهم حقا العالم يجب علينا تغيير الكثير من المفاهيم التقليدية .
الجزء الأول من مستويات الفيزياء الكلاسيكية
وجهة نظر إحصائية
ولعل أكثر دراية هي الظواهر العشوائية الحركة البراونية (الحركة البراونية) حتى. مثل هذه التجربة "اللقاح فقاعة الساخنة" الشهيرة - لأن حبوب اللقاح هو اندلوبيرس، وحبوب اللقاح إضافة الماء الساخن (في الماء البارد يمكن ملاحظة الحركة البراونية، ولكن بوتيرة أبطأ) سيكون غريبة عن البيئة تحت الماء، فإنه لا بانتظام أربعة استكشاف تتخبط في الماء. وحيد حركة حبوب اللقاح يمكن وان انجيفين المعادلة (معادلة انجيفين) لوصف:
حتى انجيفين المعادلة هو مجرد حالة خاصة من قانون نيوتن الثاني حقا، لا شيء أكثر خاص هو أن دخول عشوائي مقدمة، لذلك تصبح المعادلة أعلاه مؤشر ستوكاستيك المعادلات التفاضلية . قوة المعادلات التفاضلية العشوائية التي يمكن أن تصف بدقة والتنبؤ وحيد التغييرات الأحداث المادية، وهذا هو السبب البحوث في الرسم البياني خط K من أسهم واحدة، والناس غالبا ما تستخدم المعادلات التفاضلية العشوائية كأداة.
الحركة البراونية
التحديق في نظرة الأسهم لا يكفي، لدينا لفهم التغيرات في سوق الأسهم عموما، وهذا سوف يؤثر على اتجاه العملات الأجنبية والسلع (النفط والصلب والذهب، وما إلى ذلك). وعلى نفس المنوال، إذا نلاحظ حركة كل حبوب اللقاح، ونحن سوف تجد في نهاية المطاف حبوب اللقاح موزعة بالتساوي في الماء. بعد كل شيء، وبمجرد أن الجدة تسقى باستمرار الوقت، والجميع يريد استقرت، وينطبق هذا المبدأ أيضا على العالم المجهري.
ولكن لماذا عشوائي نقطة انطلاق سيؤدي إلى نتيجة عدم التيقن من ذلك؟ سيتم الإحصائيين متحمس جدا أن أقول لك: "هذا هو قانون الأعداد الكبيرة (قانون الأعداد الكبيرة) النتائج! "القانون ما يسمى أعداد كبيرة، ويشير إلى وقت (يمكن أن يفهم على أنه حبوب اللقاح) عدد كبير من المتغيرات العشوائية المستقلة، ومنها" سوف متوسط الأداء "أن تكون ثابتة الرياضية لغة التعبير (القارئ غير مألوف يمكن تخطي) !:
هنا الرعاية ليست قوية أو ضعيفة التقارب التقارب، لا يهتمون إلا شكل من النظريات
لذلك لاحظت النتائج عند عدد كبير من متوسط أداء حبوب اللقاح، والحصول على كل نفس - توزيع مستقرة. عشوائية غير معروف المبلغ إلى البقاء معا عندما جعل التوقعات غالبا ما تجعل الناس يشعرون بالخوف، ويمكن رميها بعيدا. هذا هو السبب في دراسة الوضع الكلي الاقتصادي أو المالي، والناس غالبا ما تستخدم أدوات القطعية (مثل المعادلات ونظرية الرسم البياني) لا يحب استخدام نماذج عشوائية.
ومن الجدير بالذكر أن هناك آخر النتائج الإحصائية المعروفة، ودعا نظرية النهاية المركزية (المركزي الحد Theorm)، مبتدئين غالبا ما يخلط مع قانون الأعداد الكبيرة. في الواقع الحد المركزي نظرية أكثر صرامة (متطلبات التباين موجود) من متطلبات قانون الأعداد الكبيرة، ولكن الاستنتاج هو أكثر من رائع. مع الحد المركزي نظرية يمكن أن تفسر لماذا براون الالعاب وصلة العادي، وحتى يوفر وسيلة لحل المعادلات التفاضلية الجزئية من المعادلة التفاضلية العشوائية، ولكن هذا هو خارج نطاق هذا المقال، يمكن للقراء المهتمين بالبحث عن "Feynman- صيغة كاك "أو الأدب الثامن والتاسع.
ثانيا، زاوية من المعادلة (على)
في الواقع سوى جهة نظر إحصائية توضح لماذا الأحداث العشوائية يمكن أن تنتج الأحداث القطعية. وتجدر الإشارة إلى أن عالمنا يتغير باستمرار (الوقت التي تعتمد على)، وقانون الأعداد الكبيرة هو مجرد ثابت (وقتا مستقل) الاستنتاج الرياضي! لإضافة هذه العملية الديناميكية، يجب استخدام المعادلات التفاضلية كأداة.
عندما يكون عدد حبوب اللقاح كبير، يمكننا استخدام ش (خ، ر) يمثل كثافة حبوب اللقاح في موقف س و ر الوقت (عدد الوحدات)، ثم حركة العيانية من حبوب اللقاح يمكن وصفها على النحو التالي:
انها مجرد عدد قليل من الرموز الرياضية، يبدو أبسط من معادلة من الدرجة الثانية، الحل الذي ليس من السهل! ولكن القراء ملاحظ قد تلاحظ والحركة ويجب أن حبوب اللقاح الحالة الأولية حول - إذا كنت تبدأ في توزيع حبوب اللقاح والتي لا تحتاج إلى مواصلة الحركة، ولكن إذا اللقاح انتشار مباشرة على سطح الماء، وسوف تبدأ حبوب اللقاح عمليات استكشافهم. وبالإضافة إلى ذلك، فإن حالة الحركة، وكذلك عقد المياه حجم الحاويات، شكل، المواد حول - إذا اللقاح انتشار مباشرة في البحر، إذا كنت ترغب في تحقيق توزيع الزي الرسمي، "أحبك مليون سنة" ليست كافية. رياضيا، الحالة الأولية وشكل حاوية يتم الإشارة الظروف الأولية و شروط الحدود ويمكن أن تحدد إلى حد كبير أداء حل معادلة. ويشار إلى المعادلة المذكورة أعلاه كما نشر المعادلة (إنتشار المعادلة).
هذا تحديدا معادلة الحل هو ما؟ في حالة ثنائية الأبعاد، كتب شياو بيان برنامج لمحاكاة نشر خالية من اثنين من جزيئات مماثلة، يمكننا وضع اثنين من جزيئات ينظر إليها على أنها حبوب اللقاح، على التوالي، لتلبية فوق معادلة الانتشار المذكورة أعلاه (MT الأنابيب الدقيقة الخلايا العصبية هيكل وانقسام الخلايا، والمتعلقة بالنقل إشارة الكيميائية؛ NF يمكن أن تكون مرتبطة إلى MT، وأدائها وبعض الأمراض ذات الصلة). كان هناك اضطراب عشوائي للشروط الأولية، وعلى افتراض شروط الحدود دورية:
التغييرات التالية في التمثيل الرقمي للكثافة هذه الجسيمات
مرئية كل من الجسيمات تميل إلى الاستقرار في التوزيع النهائي. بدءا من الاضطرابات العشوائية، وحصلنا على توزيع موحد. هذا هو اليقين!
قد يكون بعض القراء أيضا ليست راضية :. "؟ العالم كيف حزب المياه والتربة كبيرة، وهذا العالم هو واضح ليس موزعة بالتساوي ولكن لماذا المناظر الطبيعية مشهد، والثقافة والعادات في كل مكان هي أيضا مستقرة أنه" من الواضح للإجابة على هذا السؤال، فإن نشر المعادلة نقية لا تعمل بعد الآن، لأن هذا هو معادلة الانتشار مصطلح غير الخطية القرار. إذا كان الأمر كذلك ش (خ، ر) والخامس (خ، ر) مثالين من الكثافة، ونضيف إلى اثنين من نشر المعادلة:
نفترض أيضا أن شروط الحدود دورية عشوائية والشروط الأولية، فإن توزيع كل الجسيمات تصبح:
ظهور مستقرة "قمم" (لاحظ أن نفترض أن الحدود الدورية، وذلك "الذروة" يبدو واحد فقط). أنتجت أيضا في عشوائي، والنتيجة لا تزال غير مؤكدة، يجد خفة حقا! هذا النموذج يمكن أن يفسر ربما مع تشكيل جبل ايفرست.
ومن الجدير بالذكر أن سلسلة صغيرة المدى غير الخطية تؤخذ على أنها استثناء (وخصوصا على المدى يتجزأ لتمثيل قوة غير محلية تطبق على الجزيئات). خذ فترة غير الخطية مختلفة يمكن الحصول على نتائج مختلفة تماما، وعدد قليل الشهير سبيل المثال "صغيرة":
ولعل القارئ من هذه الأمثلة ليست "صغيرة"، ولكن في مواجهة من نوع معقد وغير الخطية غنية ومتنوعة، ومن ثم على ما يبدو بعيدا عن متناول مثالا تافها آلت أيضا في حالة خاصة. لأن الإنجازات والصعوبات القائمة (على وجه الخصوص، فإن النتائج في الرياضيات) صغيرة جدا، العلوم غير الخطية هذا المجال هو فقط في مهدها. سوف شياو بيان تنفق الكثير من الحبر في المستقبل لتقديم العلوم غير الخطية نتائج مختلفة.
الآن علينا أولا أخذ قسط من الراحة، ونحن على وشك الدخول في الجزء الثاني. الجزء الأول من هذا الموضوع ومختلفة تماما.
جزء الثاني من مستوى الفيزياء الكمومية
أولا، عيون كلية كوبنهاجن لميكانيكا الكم
العديد من طبيعة العلم شعبية من المادة المذكورة: "لم أينشتاين لا تعترف ميكانيكا الكم." هذا البيان غير دقيق، لأن اينشتاين في الواقع، واحدة من مؤسسي ميكانيكا الكم! فاز بجائزة نوبل بسبب مساهمته في التأثير الكهروضوئي، بدلا من نظرية النسبية. الأصح القول أن أينشتاين أنها لا تعترف كلية كوبنهاجن لميكانيكا الكم . هنا هو تاريخ الفيزياء الحديثة الشهير النقاش اينشتاين - بور (بور-آينشتاين النقاش). أدناه هو ضد الوضع العام لكلا الطرفين والمساهمة الرئيسية في مجال ميكانيكا الكم (قبل عام 1930) هي:
ويتضمن هذا الرقم أكثر من مؤسسي ميكانيكا الكم
بعد قراءة هذا المخطط، والقارئ ليس هناك شعور الملوك من السماء؟
مدرسة كوبنهاغن تفسير ميكانيكا الكم هو كل أكثر عمقا لأنه هو أيضا نقطة الانطلاق عشوائية ولكن هذا الاختلاف في الجزء الأول، والحركة البراونية عشوائية. في الجزء الأول، وحبوب اللقاح مسار عشوائي، وليس متوقعا، ولكن اللقاح هو لقاح على مئة في المئة. لكن مدرسة كوبنهاغن مباشرة المادة تعتبر نفسها عشوائي ، وفقا لوجهة النظر هذه، نرى أن "غبار الطلع" فقط 99.99 من حبوب اللقاح بالمعنى الحقيقي، و 0.01 هو شيء آخر. نحن لسنا على علم تتغير حالة حبوب اللقاح، لأن الدولة تتغير كل لحظة، أدمغتنا تستجيب، ولكن، بعد كل شيء، لا يمكن للعين البشرية تعترف سوى تغيير صورة أكثر من 24/1 ثانية.
والمثال النموذجي لاستمرار الرؤية
"حبوب اللقاح حبوب اللقاح هو بالتأكيد حسنا، كيف أن هناك احتمالات أخرى؟" آينشتاين، الذي لا يمكن أن تقبل هذا. اقترح شرودنغر على "قطة شرودنغر" السيناريو، ساخرة مدرسة كوبنهاغن نقطة "سخيفة" وجهة نظر. سلسلة صغيرة مع قصيدة لوصف هذا السيناريو:
أشباح من نهاية الشوط الاول القط الغريب
بيضاء في مربع تردد الأسود، وخارج أيام العزل المدمن.
صدرة الصندوق الأسود رجل عابر، خط الشاسع بين الحياة والموت.
بور رغبة يقصد زقزقة، شيويه ونغ Yaoshou بيان كسر الجنون.
قرار طلب قليلا من هذه المهمة سهلة، سواء المعيشية والعالقة ميت ماذا؟
كيف القطط يمكن أن تمتد الحياة والموت عليه؟ لحسن الحظ، القط شرودنغر بدلا من البحث عن قرد، أو عندما قرأ "رحلة إلى الغرب" في الملك القرد أداء مختلف النظريات الفيزيائية العكس من ذلك، عندما سوف يندم. ولكن في النهاية كيف نفسر "شرودنغر القط" هذا السيناريو، لا تزال غير حاسمة (الآن هناك مجموعة واسعة من تفسير بالتوازي نظرية الكون من الانهيار) . بعد ذلك، سوف تستمر سلسلة صغيرة من حيث المعادلات للإشارة إلى القضايا.
ثانيا، زاوية المعادلة (خفض)
معادلة شرودنغر ليست أسطورة غامضة جدا. نقطة الانطلاق منه هو مسألة موجة الفرضية (كل المسألة هي موجة)، ثم (مع الحاجة لوصف الطائرة المعقدة) من خلال موجة الطائرة من التعبيرات الرياضية، وتستمد المعادلات رأسا على عقب. بالنسبة لقضية ذات بعد واحد، "الاشتقاق" الإجراء هو على النحو التالي (القراء لا معادلة مألوفة ليس من الضروري أن تلتزم بشكل صارم في التعبير محددة، ويمكن أن ترى في السطر الأخير من هذا الرسم البياني):
ذلك أساسا معادلة شرودنجر ل التعبير طاقة الأمواج الطائرة . معلومات عن هذه المعادلة، وهناك ثلاث نقاط لملاحظة: 1، واشتقاق معادلة شرودنغر في الرياضيات ليست حرجة، فقد كان قادرا على الاعتراف، لأنه في بعض الحالات، والحلول، وتتطابق مع البيانات التجريبية (2)؛ والنصوص في تفسير معادلة شرودنغر، و " (خ، ر)" هو مربع القيمة المطلقة تفسر على أنها التوزيع الاحتمالي للجسيمات. وقد اشتق هذا التفسير أصلا من ماركس بون، ولكن معادلة شرودنجر لا المستمدة من الناحية الإحصائية . 3، شرودنجر المعادلة يمكن أن يكون إلا تقريب وصف جزيئات معينة، فإنه لا يأخذ بعين الجسيمات غزل و الآثار النسبية معادلة ديراك (الجسيمات وصف تدور نصف) وكلاين - جوردون المعادلة (وصفها لاحقا) هو أكثر واقعية .
حل معادلة شرودنجر في النهاية ما هو؟ نبدأ مع ذرة الهيدروجين إلكترونية بسيطة، وعلى افتراض أن الحفاظ على الطاقة الإجمالي (ثابت). الهيدروجين ذرة إلكترون واحد فقط، وإنما هو ثلاثي الأبعاد معادلة ونحن في " (ص)" (ص هي المسافة بين الإلكترونات والنوى) وصف حركة الإلكترونات، وعلى المدى الطاقة الكامنة هي الطاقة الكامنة من الأنوية الذرية. الحلول التي تم الحصول عليها (راجع الحل ):
هذا هو التوزيع الأسي! وهناك احتمال أساس نظرية القارئ في لمحة، يبدو مع زيادة احتمال الإلكترونات والمسافة النوى الذرية، أسفل بسرعة كبيرة! وهذا ما يفسر لماذا على الرغم من أن المكان يبدو أن عشوائي، ولكن دائما مثل الإلكترونيات، مثل رياض الأطفال، الأم ليست بعيدة جدا عن النواة. وعلى نفس المنوال، يمكننا أن نرى أن مسألة الضمني "شرودنغر القط" - "المسافة" بين الحياة والموت بعيدا، فإنه من الصعب للتحويل بين أي دولتين.
بعض الناس قد يتساءلون: "حتى التوزيع الأسي، فمن الممكن أنها سوف تذهب بعيدا ولكن العالم لا حصر الكلي قد يلاحظ كيف أن جوهر القضية ذهبت إلى ما لا نهاية.!" وهذا هو السبب؟ هناك ثلاثة أسباب يمكن أن تفسر هذا:
لم معادلة شرودنجر لا تنظر تدور الإلكترونات والآثار النسبية، وبالتالي فإن الحل هو عادل تقريب .
في واقع الطاقة الكامنة من إحساس إلكترون واحد معقد للغاية، وذلك فوق تولي مبسطة للغاية.
لا ينطبق معادلة شرودنجر إلى الوضع الكلي، لأن تقلب المسألة العيانية لا يكاد يذكر.
النقاط الثلاث المذكورة أعلاه لا تمثل سوى الفجوة بين مصغرة والكون، ولكن أيضا أن الفرق بين التفكير التفكير المادي والرياضية - السعي وراء الكمال المطلق في الرياضيات والفيزياء والحياة هو مزيد من التركيز على التكامل . لذلك، لا بد لنا جدليا تبدو معادلة شرودنجر، في حين رأى الجدلية من كل المعادلات أخرى من الفيزياء. لأن هذه المعادلات قد يكون كل القيود، ولكن عندما تكون هذه المعادلات يمكن أن تلبي النتائج التجريبية، ونحن سوف تجاهل هذا القيد. قانون نيوتن هو خير مثال.
ومن الجدير بالذكر أن الباحثين في قسم الرياضيات ولدت في كثير من الأحيان لا أحب معادلة شرودنجر. سلسلة صغيرة هي في قسم الرياضيات، استشار العديد من الخبراء في مجال المعادلات التفاضلية: يجب معالجة "معادلة شرودنجر تنتمي إلى مكافئ، القطعي وبيضاوي الشكل (الرياضيات المعادلات التفاضلية الجزئية التي تنقسم إلى ثلاث فئات، كل فئة لديها مختلفة ) بطريقة أي نوع؟ "يمكن أن معظم الخبراء المراوغة لا يجيب، أدلى سوى عدد قليل من الناس من الواضح أن الثلاثة لا تنتمي. ربما في المستقبل البيولوجيا الجزيئية في حتى صغيرة عند سن الذري (الآن هو عصر الجزيئات وعلم الأحياء الخلوي)، إلى معادلة شرودنغر ممثلة الكم موجة المعادلة سوف تصبح فرعا جديدا من الرياضيات الساخنة، وبعد كل شيء، الكثير من هذا النوع من المعادلة يستحق دراسة المشكلة.
ملخص الجزء الثالث
دعونا ننظر هذا المقال يتعلق زوايا مختلفة وعلى مستويات مختلفة:
بطبيعة الحال، فإن النقاش حول "اليقين العالمية" قد تستمر إلى الأبد، بعد كل شيء، هذا هو السؤال الفلسفي. جعل شياو بيان في هذه المقالة، هو أن تحويل هذا السؤال الفلسفي المجرد عن المشاكل الرياضية والبدنية محددة. من وجهة النظر هذه، فإن المشكلة لا يبدو مجردة جدا، على الرغم من أنه لا تزال هناك أسرار كثيرة بانتظار الحل.
المبالغ قصيدة متابعة العلاقة بين المجهرية والعشوائية حتمية العيانية. ربما كل شيء ليس بعيد المنال:
عشوائية والواقع
هذه السماء قاتمة عشوائي، محفورة يلة غروب الشمس Yasuaki أشهر يوم الزفاف.
كل شيء القوس لا الموطن الأصلي، الشتاء إلى الربيع نسيم بالوعة الحياة.
مايكرو من الصعب العثور على المسارات مثل تحوم، ولا شك لميكانيكا الكم.
لمزيد من النمل آن تايهانغ، يو بنغ مباشرة تسعة أميال.
المراجع:
B ksendal، المعادلات التفاضلية العشوائية.
https://en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_interpretation.
https://en.wikipedia.org/wiki/BohrE28093Einstein_debates.
https://en.wikipedia.org/wiki/Complementarity_(physics).
https://en.wikipedia.org/wiki/SchrC3B6dinger's_cat.
S. اسبوزيتو، البحث عن معادلة: ديراك، ماجورانا وغيرها.
مولر، من جهة نظر رياضية من العالم المادي: نظرية الحقل الموحد للجسيمات الأولية.
D. غريفيث، مقدمة في ميكانيكا الكم.
وطبع هذا المقال بإذن من الجمهور قناة الدقيقة عدد طليعة العلم
