博弈論是數學的一個分支,研究群體如何解決複雜問題。這薛丁格方程是量子力學的基本方程,量子力學是關注宇宙中最小粒子的物理學領域。沒有理由期望其中一方與另一方有任何關係。
但根據法國物理學家團隊的說法,將博弈論中的大量問題轉化為量子力學的語言是可能的。在一篇新論文中,他們表明電子和魚遵循完全相同的數學原理。
薛丁格在流行文化中因其他的奇怪的貓但他在物理學家中享有盛名,因為他是第一個寫下方程式的人,該方程式充分描述了當你嘗試對物質的基本成分進行實驗時所發生的奇怪事情。他意識到,你無法將電子、原子或宇宙中任何其他最小的部分描述為撞球,而它們恰好位於你期望的位置什麼時候你期望他們在那裡。
相反,您必須假設粒子的位置在空間中分散,並且它們只有一定的機率出現在您認為它們在任何時間點將出現的位置。如果你使用分散機率而不是特定位置,你就可以準確預測 20 世紀初令物理學家困惑的一系列實驗的結果。
薛丁格方程告訴您這些機率隨時間變化的方式與它們隨空間變化的方式之間的關係。使用機率而不是位置可能會很奇怪,但它有效。物理學家不會與成功爭論。
博弈論似乎與這些沒有任何關係。一般來說,它著眼於一群智能體如何做出決策以更接近他們心中的目標。這可能意味著人們(希望)在交通中一起工作,也可能是人們像在棋盤遊戲中那樣相互對抗。
在平均場博弈論,本研究關注的分支,您正在分析所有不同代理的平均行為 - 因此它可能很容易適用於交通中的人,但適用於單一的大富翁遊戲會困難得多。
由法國奧賽物理實驗室 Igor Swiecicki 領導的物理學家使用的例子是一群魚,它們希望彼此靠近,同時也獨立尋找食物。
魚通常作為一個群體移動,一群魚在魚群中隨機移動。每隔一段時間,一條魚可能會看到遠離其他魚的一塊食物,並自己遊過去抓住它,然後遊回魚群以求安全。
這意味著魚有一定的分佈;它們集中在群體中,距離群體越遠,它們就越稀少。換句話說,如果你在太空中選擇一個特定的地點,你有可能選擇有魚的地方,也有可能選擇沒有魚的地方。當魚群遊過你的位置時,在那裡找到魚的機率就會增加。當學校超過這個點後,機率就會下降。
找到魚的機率可能會以多種複雜的方式演化,其中的方程式以前從未被寫下來。但事實並非如此。找出一條魚的機率的變化與找到電子的機率的變化完全相同。魚遵循薛丁格方程,Swiecicki 和他的團隊進行報告。
在接下來的幾年裡,我們可能會看到博弈論利用這種新的連結來取得突飛猛進的發展。近一個世紀以來,物理學家一直在拉伸和扭曲薛丁格方程,他們已經非常擅長用它來解決最複雜的問題。但平均場博弈論只出現了 10 年左右,這意味著還有很多懸而未決的問題。
現在,這些懸而未決的問題中的大量可能可以轉化為量子力學的框架。考慮到解決每個可以想像的量子力學問題所付出的努力,這些新問題很可能最終看起來很像物理學家以前見過的東西。
該論文已發表於物理評論快報。