科学家发展出可预测量子混沌的公式

虽然物理学家在宏观世界中已经可以了解混沌理论（chaos theory），但混乱在量子尺度上也有它的方式。在许多方面，量子混沌比在大规模上更为困惑。

这就是为什么这如此重大，研究人员现在提出了一个可以预测量子混沌行为的单一公式。

这个公式有效地解释了原子级量子混沌中的模式，可以有助于我们对脑外科到弦理论的理解。

即使是想出来的研究人员也很惊讶，他们可以如此完整地预测量子混沌的行为。

瑞典隆德大学的研究人员Vladimir Osipov说：“是的，我们现在有一个确切的公式。”

“就我个人而言，我很惊讶这是可能的。”

为了发展公式，研究人员分析了量子混沌状态下不同能量级的统计特性。这什么意思？

要了解你需要退后一步，看看正常混沌理论，蝴蝶效应的例子可能最为出名的，输入系统的非常小的变化可以产生很大的影响，世界和自然可以令人难以置信的不可预测。

量子混沌遵守相同的原理，但它的目的是解释发生在一个原子内的怪异，其中质子和中子的行为像波而不是粒子。

这也可以应用于更大规模波浪的行为，例如电子和核的不规则运动，也可以应用在房间中的声波或光学仪器中的光线。而这在正常混沌理论上又引入了另一个等级的复杂。

Osipov说：“在混沌量子系统中，能量层次相互排斥，彼此之间很远还可以相互影响。”

研究人员长期以来一直试图对量子混沌行为进行预测，但是混沌系统对于计算中输入的初始数字如此敏感，而具有挑战性。即使是电脑也难以找到可靠的模式。

但是研究人员使用一个事实：激发态的原子释放出可以测量的能量级别，从而得出可以预测原子等级行为的统一规则。

他们说，新的公式，要讨论细节的话可能会太复杂，但是你可以在Physical Review Letters中全面阅读，它提供了一种通用的，无参数的方法在量子层面上来预测混沌系统的行为方式。

现在这个发现纯粹是理论上的，但这个公式将会有实际的应用。它可以应用于需要测量和理解混沌状态的任何地方，例如金融市场、人类大脑、甚至弦理论的概念。

我们可能还没有完全破解量子混沌的密码，但是这个公式应该有助于将未来的研究提供一些非常复杂的问题：研究人员说，他们的公式现在将帮助更容易地计算特定的量子混沌状态。

麻省理工学院的Daniel Kleppner说“原子本身并不混乱，但如果你放一个场域在上面，例如一个磁场或一个电场，那么这个传统的动作就会变得混乱。”

“问题是这个系统的量子行为是什么？这是一个有挑战性的问题。”

现在我们终于有一个公式来帮助我们回答这个问题了。

研究已发表在Physical Review Letters上。