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[分享] 在量子力学中,怎么把时间也作为一种算符对待?

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发表于 2025-1-3 12:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2025-1-3 12:06 | 显示全部楼层
量子力学中时间不可能是算符,这叫泡利定理,证明见下图,选自王正行《量子力学原理》。  把时间作为算符不是量子力学,而是另一整套未经验证的方案,即弦论。

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发表于 2025-1-3 12:07 | 显示全部楼层
可以证明,存在时间算符可以构造出类似平移算符的“能量平移算符”,从而证明任意量子力学系统均是连续谱,与量子力学的精神矛盾。当然,srednicki中提到,构造一个量子力学与相对论结合的理论必然要平等对待坐标和时间,qft采用了降低坐标地位。而弦论是将时间升做算符,所以具体参考弦论。
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发表于 2025-1-3 12:07 | 显示全部楼层
Impossible……我觉得这也是为什么量子力学和广义相对论没法统一。量子力学在出发点上时空都是不等价的。
(要做大统一理论的话,总有一天量子力学会重新改写)

补充一点胡思乱想,don’t take it seriously but an entertainment
最近刚开始学量子场论,它好像是把场量子化,也就是把空间也当作parameter,而不是observable,这样时空又等价了,所以量子场论才有资格声称统一狭义相对论和量子力学。不过还有一个问题是uncertainty principle,空间和动量不对易……没想明白,还要继续学习……
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发表于 2025-1-3 12:08 | 显示全部楼层
Srednicki的量子场论教材第一章讨论过这个问题。
  (非相对论)量子力学里时间只能作为一个参数,没有对应的算符。但是当相对论应用到量子力学里的时候我们可以有不同的做法。在相对论中,时间和空间是同等地位的概念,也就是说如果要结合相对论和量子力学,我们有两种处理方法:一种是将坐标从算符降到参数,还有一种就是将时间从参数提升为算符。
  在量子场论里,我们选择将坐标降为参数,量子力学里的态用 标记,量子场论里则用 标记,相应的,我们将波函数提升为场算符。
  在弦论中还有另一种做法就是选择将时间提升为算符,我们选择粒子的固有时 作为新的参数, 作为算符,在 Heisenberg绘景下,变为含参算符 ,对应粒子在时空中的轨迹是线(世界线)。如果再添加一个新的参数: ,这给我们带来一族连续的世界线,或者可以叫它世界面。正如世界线可以用来描述粒子的运动,世界面可以用来描述弦的运动。
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发表于 2025-1-3 12:08 | 显示全部楼层
据我所知,量子力学中没有把时间当作一个真正的力学量去看待,只是一个参量,也就没有时间对应的算符。实际上好像除了广相以外都没有把时间当作真正的物理量,当然更前沿的我也不太了解,欢迎打脸。
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