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數(shù)學(xué)心

第四百三十七章 約當(dāng)矩陣力學(xué)(量子力學(xué))

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 578 2021-02-09 07:54:39

  約當(dāng)在思考并非每一個矩陣都可以相似于對角形矩陣,當(dāng)矩陣不能和對角形矩陣相似的時候,如何找到構(gòu)造比較簡單的分塊矩陣和它相似呢?

  在復(fù)數(shù)域內(nèi)考慮這個問題,還確實存在,這就是約當(dāng)矩陣。

  約當(dāng)、海森堡和維格納開始研究關(guān)于量子力學(xué)的計算問題。

  維格納說:“量子力學(xué)主要就是計算動量和粒子的位置,但是這些東西都是三維的,所以要一并計算才可以。”

  海森堡說:“沒錯,要用矩陣來計算?!?p>  約當(dāng)說:“用矩陣計算就要考慮非對易了,也就是AB不等于BA,而且xp-px的差值等于ih,不等于零?!?p>  這是經(jīng)典力學(xué)方程算符化的基礎(chǔ)。

  維格納說:“沒錯要想想這意味著什么?!?p>  海森堡說:“意味著x和p是不對易的,所以滿足不確定性原理?!?p>  維格納說:“你的意思是對易的,就不滿足不確定原理了?力學(xué)中對易就是確定性的,不對易就是不確定的,那么不確定性的原因是因為不對易?這樣的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不會有什么問題吧?!?p>  約當(dāng)說:“而且我從其中注意道,A·B=(AB+BA)/2這樣的公式,A和B只有對稱性,不存在對異性的問題?!?p>  維格納說:“你說的對稱是什么意思,是表示不確定性是控制在某個范圍內(nèi)的?”

  約當(dāng)還導(dǎo)出了費米子的反對易關(guān)系式。

  約當(dāng)對量子力學(xué)的貢獻未得到應(yīng)有的肯定。

  因為由于在應(yīng)用量子力學(xué)求解物理問題的時候,通常都是一些簡單的問題,或者為了簡化起見做了單電子近似,例如單電子的薛定諤方程、固體的能帶理論、第一性原理計算等,通常求解的是標(biāo)量的薛定諤方程,不涉及算符的對易性問題,薛定諤方程不需要同時求解不對易的算符。

  一些可以求解的多體問題也需要滿足對易性條件,不需要應(yīng)用約當(dāng)代數(shù)。

  不知不覺,約當(dāng)代數(shù)被邊緣化了。

  許多人忘記了約當(dāng)代數(shù)的存在和意義。

  而三維伊辛模型精確解的研究重新發(fā)現(xiàn)了約當(dāng)代數(shù)和約當(dāng)-馮·諾依曼-維格納機制的價值。

  在三維多體體系的精確求解過程中必須要應(yīng)用約當(dāng)代數(shù)和約當(dāng)-馮·諾依曼-維格納機制來解決算符的不對易問題。

  我在三維伊辛模型兩個猜想的論文中提出的四元數(shù)本證函數(shù)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)正好與約當(dāng)-馮·諾依曼-維格納機制相通,與量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相吻合。

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