什麼是最小作用量原理

最小作用量原理（Principle of least action）是物理學中一個基本原理，它指出自然界中的事件傾向於以這樣一種方式發生，即作用量的值達到最小。作用量是描述一個物理系統在某個過程或運動中的總能量與時間的函式。最小作用量原理是許多物理定律的一個基本原則，特別是在經典力學、量子力學和電動力學中。

在經典力學中，最小作用量原理又稱為歐拉-拉格朗日方程，它指出一個系統的運動是由一個稱為拉格朗日函式的量來描述的，這個函式是系統動能和勢能之差。系統實際遵循的路徑是使得拉格朗日函式在給定邊界條件下作用量最小的路徑。

在量子力學中，最小作用量原理表現為路徑積分形式，即量子系統的機率振幅是通過考慮所有可能的路徑（或歷史），並加權這些路徑的作用量的值來計算的。量子力學中的作用量通常與經典力學中的作用量不同，它包含了虛時間，並且與量子系統的相位有關。

最小作用量原理在物理學中有著廣泛的套用，例如在光學中，它可以用來解釋光線的折射和全反射現象，在電磁學中可以用來描述電磁波的傳播，在量子場論中可以用來構建粒子物理學的標準模型。