来源：Scitechdaily、 Nature
编辑：向学
【新智元导读】公务员真厉害！他们设计的新方法，用随机方法来表达量子力学定律，从第一性原理中推导出量子力学中的各种方程，而不是必须从特殊的先验假设建立方程。这种方法对教师和学习者都很有用！戳右边链接上新智元小程序 了解更多！
在学生时代，Jussi Lindgren和Jukka Liukkonen就发现他们的量子力学讲座中的一个要素并不令人满意。Jussi Lindgren说：“当我们学习物理时，有一些基本要素被告知是正确的，而且我们不得不接受“它们是正确的”却不知道背后的原因，我并不真正喜欢这样。”
Lindgren除了在芬兰政府的工作以外，还在阿尔托大学（Aalto）攻读系统分析博士。作为业余爱好，研究人员设计了一种新方法，用随机方法（一种处理随机机会和概率的数学方法）来表达量子力学定律。
Jussi Lindgren（左） Jukka Liukkonen（右）
这项研究于2019年12月27日发表于《Scientific Reports》，探讨了如何利用随机方法从第一性原理中推导出量子力学中的各种方程，而不是必须从特殊的先验假设建立方程。Jukka Liukkonen说：“这种方法对教师和学习者都很有用，因为它能更好地理解为什么某些事情是正确的。”
https://nature/articles/s41598-019-56357-3.pdf
本文的主要贡献是解释量子力学中Imaginary Structure的来源。研究表明，相对论不变性的要求是理解量子力学基础的关键，而时空的几何结构和线性的要求是理解量子力学基础的基础。研究者通过一个随机控制方案，从第一性原理导出了Stueckelberg协变波动方程；从Stueckelberg波动方程出发，导出了一个电报方程（Telegrapher’s Equation）；由此可以直接导出量子力学的经典相对论和非相对论方程。
因此，研究者通过从一个坐标不变的随机优化问题中得出概念，而不是仅仅陈述假设，来对量子力学提供有意义的见解。
本文提出的模型表明，测试粒子在外部随机时空力的作用下运动。粒子的这种随机运动引起了转移概率分布。这意味着量子力学可以被理解为一种统计理论。
因此，人们可以推测，量子力学或量子场理论只是一个唯象理论，统计性质的原因在于时空本身的随机性质。如果时空及其度量在普朗克尺度上是随机的，就可能产生随机运动的错觉，这可以用时空中的随机微分方程进行唯象建模。与广义相对论一致，这在本质上意味着时空中的能量源具有随机性，即应力-能量张量（Stress-Energy Tensor）具有随机性，它可能来自于各种扰动。在这方面，未来的研究途径应至少包括随机度量，即由随机矩阵表示的度量张量。
参考资料：
https://scitechdaily/pair-of-civil-servants-rewrite-quantum-mechanics-in-their-spare-time/
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