量子力学将概率论推广到负数/虚数,主要是为了解释干涉模式、波粒二象性以及类似的奇怪事物。然而,它可以更抽象地看作是贝叶斯概率的非交换概括(引自 Terrence Tao)。我对这些东西很好奇,虽然绝不是专家。这在量子力学之外有任何应用吗?只是好奇。
负概率/概率幅度在量子力学之外有应用吗?
是的。我非常喜欢 Søren 分享的文章,连同那篇文章中的参考资料,我会推荐 Muckenheim, W.等人。(1986 年)。扩展概率的回顾。物理。众议员 133 (6) 337-401。这肯定是一篇物理学论文,但其中的应用并不全都与量子物理学有关。
我个人最喜欢的应用与de Finetti 定理(也是贝叶斯定理)有关:如果我们不介意负概率,那么所有可交换序列(即使是有限的,可能是负相关的)都是 IID 序列的(有符号)混合. 当然,这本身在量子力学中也有应用,特别是费米-狄拉克统计产生与玻色-爱因斯坦统计相同类型的(有符号)混合表示。
我的第二个个人最喜欢的应用程序(物理本身之外)与无限可分(ID) 分布有关,它通常包括正态、伽马、泊松……列表还在继续。不难证明 ID 分布必须具有无限支持,这会立即杀死二项式或均匀(离散+连续)分布等分布。但是如果我们允许负概率,那么这些问题就会消失,二项式、均匀(离散+连续)和一大堆其他分布就会变得无限可分——在这个扩展的意义上,请记住。ID 分布与统计有关,因为它们是广义中心极限定理中的极限分布。
顺便说一句,第一个应用程序是概率论者之间的民间传说,这里证明了无限可分的东西,这里有一个非正式的电子副本。
大概在arXiv上也有很多材料,尽管我已经有一段时间没有在那里查看了。
的概率称为概率是不合法的,至少目前不是。鉴于“负概率”已经存在了很长时间,我认为这种情况在不久的将来不会发生变化,并非没有某种巨大的突破。
QM 不使用负概率或虚概率:如果使用了,它们将不再是概率!
可以(并且通常是)复数值是量子力学波函数 。从它可以构造概率幅度(这是一个真正的概率密度);它被不同地写成或。当具有(复杂的)标量值时,。在每种情况下,这些值都是非负实数。
有关详细信息,请参阅Wikipedia 文章中的“量子力学假设”部分。
我认为“这个理论的应用是什么?” 是一个理论的学生应该回答的问题。麦格教授把她所有的时间都花在教学和研究上,她的学生要为世界上的东西寻找用途。(至少那是一种可以辩护的立场,以及我现在要采取的观点)
所以也许问题应该是:首先,了解量子相互作用的代数(冯诺依曼代数);然后,寻找世界上以这种方式表现的事物。而不是“还有谁已经完成了这项工作?”
也就是说,一个让我着迷了几年的例子是 V Danilov & A Lambert-Mogiliansky 在决策理论中使用冯诺依曼代数。明确地说,它不是关于“大脑中的量子力学”。而“干扰(心理)状态”可能比通常的图片更准确地解释消费者行为: