博弈论是数学的一个分支,研究群体如何解决复杂问题。 这薛定谔方程是量子力学的基本方程,量子力学是关注宇宙中最小粒子的物理学领域。 没有理由期望其中一方与另一方有任何关系。
但根据法国物理学家团队的说法,将博弈论中的大量问题转化为量子力学的语言是可能的。在一篇新论文中,他们表明电子和鱼遵循完全相同的数学原理。
薛定谔在流行文化中因其他的奇怪的猫但他在物理学家中享有盛名,因为他是第一个写下方程式的人,该方程式充分描述了当你尝试对物质的基本成分进行实验时所发生的奇怪事情。 他意识到,你无法将电子、原子或宇宙中任何其他最小的部分描述为台球,而它们恰好位于你期望的位置什么时候你期望他们在那里。
相反,您必须假设粒子的位置在空间中分散,并且它们只有一定的概率出现在您认为它们在任何时间点将出现的位置。 如果你使用分散概率而不是特定位置,你就可以准确预测 20 世纪初令物理学家困惑的一系列实验的结果。
薛定谔方程告诉您这些概率随时间变化的方式与它们随空间变化的方式之间的关系。 使用概率而不是位置可能会很奇怪,但它有效。 物理学家不会与成功争论。
博弈论似乎与这些没有任何关系。 一般来说,它着眼于一群智能体如何做出决策以更接近他们心中的目标。 这可能意味着人们(希望)在交通中一起工作,也可能是人们像在棋盘游戏中那样相互对抗。
在平均场博弈论,本研究关注的分支,您正在分析所有不同代理的平均行为 - 因此它可能很容易适用于交通中的人,但适用于单一的大富翁游戏会困难得多。
由法国奥赛物理实验室 Igor Swiecicki 领导的物理学家使用的例子是一群鱼,它们希望彼此靠近,同时也独立寻找食物。
鱼通常作为一个群体移动,一群鱼在鱼群中随机移动。 每隔一段时间,一条鱼可能会看到远离其他鱼的一块食物,并自己游过去抓住它,然后游回鱼群以求安全。
这意味着鱼有一定的分布; 它们集中在群体中,距离群体越远,它们就越稀少。 换句话说,如果你在太空中选择一个特定的地点,你有可能选择有鱼的地方,也有可能选择没有鱼的地方。 当鱼群游过你的位置时,在那里找到鱼的概率就会增加。 当学校超过这个点后,概率就会下降。
找到鱼的概率可能会以多种复杂的方式演化,其中的方程以前从未被写下来。 但事实并非如此。 找到一条鱼的概率的变化与找到电子的概率的变化完全相同。 鱼遵循薛定谔方程,Swiecicki 和他的团队进行报告。
在接下来的几年里,我们可能会看到博弈论利用这种新的联系取得突飞猛进的发展。 近一个世纪以来,物理学家一直在拉伸和扭曲薛定谔方程,他们已经非常擅长用它来解决最复杂的问题。 但平均场博弈论只出现了 10 年左右,这意味着还有很多悬而未决的问题。
现在,这些悬而未决的问题中的大量可能可以转化为量子力学的框架。 考虑到解决每个可以想象的量子力学问题所付出的努力,这些新问题很可能最终看起来很像物理学家以前见过的东西。
该论文已发表于物理评论快报。