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數(shù)學(xué)心

第三百四十三章 漢密頓發(fā)現(xiàn)四元數(shù)(四元數(shù))

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 197 2020-11-09 05:56:08

  數(shù)字廣未盡,矩陣也等價。

  四元表旋轉(zhuǎn),八元表更深。

  “爸爸,你找到四元數(shù)了嗎?”漢密爾頓的兒子問道。

  “還沒有,我還在想呢?!睗h密爾頓還在想著關(guān)于四元數(shù)的問題。

  漢密爾頓跟妻子走到金雀橋上的時候,突然想到了一個公式i*i=j*j=k*k=i*j*k=-1這樣的古怪公式。

  同時他趕緊拿出隨身帶的粉筆在橋上寫下了這個公式。

  心里明白這不是普通的復(fù)數(shù)可以表達(dá)的,一定得是形如a + bi+ cj + dk這樣的數(shù)字才可以表達(dá),當(dāng)然abcd都是實數(shù)。其中的ijk理解成一種旋轉(zhuǎn)。對于i、j、k本身的幾何意義可以理解為一種旋轉(zhuǎn),其中i旋轉(zhuǎn)代表X軸與Y軸相交平面中X軸正向向Y軸正向的旋轉(zhuǎn),j旋轉(zhuǎn)代表Z軸與X軸相交平面中Z軸正向向X軸正向的旋轉(zhuǎn),k旋轉(zhuǎn)代表Y軸與Z軸相交平面中Y軸正向向Z軸正向的旋轉(zhuǎn),-i、-j、-k分別代表i、j、k旋轉(zhuǎn)的反向旋轉(zhuǎn)。

  同時其中的ijk的解法也可以寫出是三個二階矩陣,這個矩陣不能像行列式那樣化成數(shù)字。這是一個不能使用交換律的乘法,主要就是表達(dá)旋轉(zhuǎn)量的。最后量子的自旋也是使用了四元數(shù)直接表示的。

  到了后來,漢密爾頓一直研究四元數(shù),同時也發(fā)現(xiàn)四元數(shù)跟向量是等價的,所以慢慢的把很多模型都從四元數(shù)轉(zhuǎn)化到向量計算上來。

  四元數(shù)的加減乘除可以用棣莫弗的一種推廣來計算嗎?這是矩陣簡化的計算問題。

  哈密頓的朋友格萊烏斯聽說哈密頓的四元數(shù)后,一個月后格萊烏斯發(fā)明了8元數(shù)。

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