Введение

Изменение состояния с течением времени, особенно в физике. Временная эволюция — это изменение состояния, вызванное течением времени, применимое к системам с внутренним состоянием (также называемым системами, сохраняющими состояние). В данной формулировке время не обязательно должно быть непрерывным параметром, оно может быть дискретным или даже конечным. В классической физике временная эволюция совокупности твёрдых тел определяется принципами классической механики. В наиболее элементарной форме эти принципы выражают связь между силами, действующими на тела, и их ускорением, определяемым законами Ньютона о движении. Эти принципы могут быть эквивалентно выражены более абстрактно с помощью гамильтоновой или лагранжевой механики. Концепция временной эволюции может быть применима и к другим системам, сохраняющим состояние. Например, работу машины Тьюринга можно рассматривать как временную эволюцию управляющего состояния машины вместе с состоянием ленты (или, возможно, нескольких лент), включая положение головки (или головок) чтения-записи. В этом случае время рассматривается как дискретные шаги. Системы, сохраняющие состояние, часто имеют двойное описание – в терминах состояний или в терминах наблюдаемых величин. В таких системах временная эволюция также может относиться к изменению наблюдаемых величин. Это особенно актуально в квантовой механике, где картина Шрёдингера и картина Гейзенберга (в основном) представляют собой эквивалентные описания временной эволюции.

В квантовой механике

В картине Шрёдингера гамильтониан генерирует временную эволюцию квантовых состояний. Если – состояние системы в момент времени , то

Это уравнение Шрёдингера. Зная состояние в некоторый начальный момент времени , и если не зависит от времени, то унитарный оператор временной эволюции представляется экспоненциальным оператором, как показано в уравнении.