
【計】 probability amplitude
在量子力學中,概率幅度(Probability Amplitude) 是一個核心的複數概念,用于描述量子系統處于特定狀态的可能性。其物理意義在于:量子事件發生的概率等于該事件對應概率幅度的模平方。以下從漢英詞典角度和物理本質進行解釋:
英文直譯為 "Probability Amplitude",是量子态演化的數學表征,記為複數函數 $psi(x)$ 或 $langle phi | psi rangle$。
基本定義
若量子系統從初态 $|psirangle$ 演化為末态 $|phirangle$,其概率幅度為 $langle phi | psi rangle$。
該事件發生的實際概率為:
$$ P = left| langle phi | psi rangle right| $$
疊加原理
量子系統的狀态可由多個基态疊加而成:
$$ |psirangle = sum_i c_i |irangle $$
其中 $c_i$ 為概率幅度,$|c_i|$ 表示測得狀态 $|irangle$ 的概率。
幹涉效應
概率幅度的相位差異導緻量子幹涉:
《量子力學原理》(P. A. M. Dirac)
狄拉克在著作中首次系統闡述概率幅度概念,指出其複數本質是量子理論區别于經典統計的關鍵 。
注:經典著作無直接鍊接,可參考出版社頁面(如 Oxford University Press)。
費曼物理學講義(The Feynman Lectures on Physics)
費曼通過路徑積分框架深化理解:粒子所有可能路徑的概率幅度疊加決定最終概率 。
來源:加州理工學院線上版 www.feynmanlectures.caltech.edu
斯坦福哲學百科全書(Stanford Encyclopedia of Philosophy)
"Quantum Mechanics" 條目詳述概率幅度的哲學意義及測量問題 。
特性 | 經典概率 | 量子概率幅度 |
---|---|---|
數學形式 | 實數(≥0) | 複數(含相位) |
疊加規則 | 直接相加 | 幅度相加後取模平方 |
幹涉/相幹性 | 不存在 | 相位差導緻相長/相消幹涉 |
信息承載 | 單一概率值 | 包含相位信息的複數場 |
概率幅度是量子力學描述不确定性的數學語言,其複數特性與疊加原理共同揭示了微觀世界的非經典行為(如糾纏、隧穿)。理解該概念需跳出經典概率框架,關注相位與幹涉的核心作用。
“概率幅度”(Probability amplitude)是量子力學中的核心概念,用于描述量子系統的狀态及其演化規律。它與經典概率有本質區别,以下是詳細解釋:
若系統的狀态由基态 $|0rangle$ 和 $|1rangle$ 疊加而成,其波函數可寫為: $$ |psirangle = alpha|0rangle + beta|1rangle $$ 其中 $alpha$ 和 $beta$ 是概率幅,滿足 $|alpha| + |beta| = 1$。
總結來說,概率幅是量子力學描述概率的核心工具,其複數性和疊加性揭示了微觀世界的非經典特性。若要深入理解,需結合希爾伯特空間、薛定谔方程等數學框架進一步學習。
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