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NP与“不确定性原理“ 精选

已有 3341 次阅读 2019-9-7 18:46 |个人分类:不确定性问题和算法讨论|系统分类:科研笔记| 量子力学, 不确定性原理

本博客名称为不确定性的困惑与NP理论,前期一直致力于介绍我们基于Entscheidungsproblem理论定义的“NPNondeterministic Problem)”与基于流行的NDTM定义的“NP(Nondeterministic Polynomial-Time,不确定性多项式时间)”的本质研究,提供了对“P vs NP”问题全新的视角。有一些非算法理论的其它专业读者经常问:你们的NP‘不确定性问题’与量子力学的不确定性原理有何关系?这里综合论坛或群中的讨论作一简答。


量子力学中的不确定性原理 Uncertainty principle,又称测不准原理,是指表征量子态的成对(共轭)物理量(如位置和动量)不能单独地被精确测量,即,一对共轭物理量的误差的乘积必然大于常数 h/2π h是普朗克常数)。量子力学的不确定性原理” 是量子物理现象对经典物理的不确定性。

NPNondeterministic Problem)是(经典意义上的)我们的世界所存在的一类“不确定性问题”,是对立于Ppolynomial time,多项式时间确定性)的概念,其本质是不可判定性。我们的研究揭示了图灵对希尔伯特第10问题的解决(Entscheidungsproblem)理论性地定义了NP的本质。

经典世界中的不确定性与量子物理对于经典世界的不确定性是完全不同层级上的问题,我们无法在常识或经典理论上理解量子现象,量子力学的理论铨释只能以数学思维去理解,经典世界和量子世界之间的关系隐含着超过我们现在认知的知识,这也表明不确定性这个概念所具有的无穷意义。


几个常问的问题:

1,为什么经典世界物体的位置和动量可以同时测量而量子世界不可以?

答:这是量子世界的物理事实,我们无法用经典理论或常识去描述或表达量子物理对象,也就是说,我们的(确定性的)认知方式无法去确定量子世界。量子力学不是直接对量子物理的理论建构,而只是基于假设的理论自洽和经典观察所证实相结合的即成事实。


2NP(判断)不确定性源于要解决问题的非线性(结构,增长),量子力学的(测量)不确定性源于什么?

答:量子物理现象没有类似于经典物理的实在性,所以无法逆源;量子力学的不确定性原理是假设前提下的理论构造、思想实验的启发和经典观察相结合的结果。量子力学意义的测量是经典实验條件下对量子物理过程的间接操作,其表现是量子物理过程的宏观效果。


3,经典观察是否指微观粒子的波粒二象性

答:波动粒子都是宏观视野下的(同一)量子现象,但人们无法理解这两者的同一性。量子力学的特殊数学形式可以表达量子物理关系和过程(力学对应相应算符),这无法在常识水平上为人们所理解。

波粒二象性是量子世界在宏观世界的表现,这是人的观察和认知的角度;不确定性原理是宏观世界对量子现象的经典测量限度,这是科学方法的层次。


4,可否这样初步理解:NP判断的不确定性,面向过程(算法);而量子力学指观测的不确定性,面向时空(粒子)?

答:NP是经典意义上(牛顿式的确定性)的判断问题(不可判定性问题),比如,哈密尔顿路径判断,围棋的局面判断等。

算法面向确定性过程;经典力学面向时空中的确定性对象(观测的确定性”),这两方面均无法直接应用于量子现象,量子力学对量子现象的理论诠释不能为常识(经典)所理解。





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