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作者AyeTemplar.bbs@ptt.cc (桐思呢喃) 看板: physics
標題Re: [問題]請問算符是可以以矩陣形式表達的嗎
時間批踢踢實業 (2007/04/16 Mon 02:59:28)
你發現了一個很好的問題

首先,Hermitian operator 確實是以 Hermitian matrix 來表示

這可以在線性代數和一些量子力學的書中找到

而且,你所舉的例子 B 也是個 Hermitian matrix,只是B* =\= B

我之前讀的時候,書中語意上都說:

"The Hermitian adjoint of an operator is generally not
 equal to its complex conjugate"

而你亦找出最常見的例子:momentum operator

那問題是出在哪裡?

問題是出在於寫式子時因混用 dagger 與 complex conjugate 所造成誤會與誤用

舉例:
                                   +        +           +      +
<β|A|α> = <β|.(A|α>) = [(<α|A ).|β>] = <α|A|β> ; if A = A

而書上都直接寫 * (complex conjugate) 而不是 + (dagger)

若以式子來看,寫成 complex conjugate 是不嚴謹的,

因為 operator、bra、ket 都沒有轉置

而這個式子勉強可以成立的原因是

當我們求一個 operator 在 basis {|Ψ>} 中的 matrix element 時

<Ψm|A|Ψn> = <Ψn|A|Ψm>* = Amn*.δnm (δnm = δmn = 1 or 0 )

是指單一一個 matrix element Amn 而言

亦即我們只是利用這個式子來求出矩陣元素的值

而它們的位置是靠 δnm 來判斷

故以上式來計算單一矩陣元素時,不需使用到轉置
                                                     
我想大部分人可能是因為受到書上 <β|A|α> = <α|A|β>* 這個式子所混淆
                            +    *
加上許多 operator 確實存在 A  = A  這個特性

所以普遍以為對 operator 而言,Hermitain adjoint = complex comjugate

結論:
1.Hermitian operator 是以 Hermitian matrix 來表示,即使不在 eigenbasis 中
2.對 operator 而言,Hermitian "不一定等於" complex comjugate


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