程裡這兩個變數應當乘起來,現在海森堡把p和q都變成了矩陣,那麼,現在p和q應當如何再乘起來呢?
這個問題問得好:你如何把兩個“表格”乘起來呢?
或者我們不妨先問自己這樣一個問題:把兩個表格乘起來,這代表了什麼意義呢?
為了容易理解,我們還是回到我們那個巴士車費的比喻。現在假設我們手裡有兩張海森堡制定的車費表:矩陣i和矩陣ii,分別代表了巴士i號線和巴士ii號線在某地的收費情況。
為了簡單起見,我們假設每條線都只有兩個站,a和b。這兩個表如下:i號線(矩陣i):
ab
a12
b31
ii號線(矩陣ii):
ab
a13
b41
好,我們再來回顧一下這兩張表到底代表了什麼意思。根據海森堡的規則,數字的橫座標代表了起點站,縱座標代表了終點站。那麼矩陣i第一行第一列的那個1就是說,你坐巴士i號線,從a地出發,在a地原地下車,車費要1塊錢(啊?為什麼原地不動也要付1塊錢呢?這個……一方面是比喻而已,再說你可以把1塊錢看成某種起步費。何況在大部分城市的地鐵裡,你進去又馬上出來,的確是要在電子卡里扣掉一點錢的)。同樣,矩陣i第一
行第二列的那個2是說,你坐i號線從a地到b地,需要2塊錢。但是,如果從b地回到a地,
那麼就要看橫座標是b而縱座標是a的那個數字,也就是第二行第一列的那個3。矩陣ii的情況同樣如此。
好,現在我們來做個小學生水平的數學練習:乘法運算。只不過這次乘的不是普通的數字,而是兩張表格:i和ii。i×ii等於幾?
讓我們把習題完整地寫出來。現在,boysandgirls,這道題目的答案是什麼呢?
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┃12┃┃13┃
┃31┃×┃41┃=?
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飯後閒話:男孩物理學
1925年,當海森堡做出他那突破性的貢獻的時候,他剛剛24歲。儘管在物理上有著極為驚人的天才,但海森堡在別的方面無疑還只是一個稚氣未脫的大孩子。他興致勃勃地跟著青年團去各地旅行,在哥本哈根逗留期間,他抽空去巴伐利亞滑雪,結果摔傷了膝蓋,躺了好幾個禮拜。在山谷田野間暢遊的時候,他高興得不能自已,甚至說“我連一秒種的物理都不願想了”。
量子論的發展幾乎就是年輕人的天下。愛因斯坦1905年提出光量子假說的時候,也才26歲。玻爾1913年提出他的原子結構的時候,28歲。德布羅意1923年提出相波的時候,31歲。
而1925年,當量子力學在海森堡的手裡得到突破的時候,後來在歷史上閃閃發光的那些主要人物也幾乎都和海森堡一樣年輕:泡利25歲,狄拉克23歲,烏侖貝克25歲,古德施密特23歲,約爾當23歲。和他們比起來,36歲的薛定諤和43歲的波恩簡直算是老爺爺了。量子力學被人們戲稱為“男孩物理學”,波恩在哥廷根的理論班,也被人叫做“波恩幼兒園”
。
不過,這隻說明量子論的銳氣和朝氣。在那個神話般的年代,象徵了科學永遠不知畏懼的前進步伐,開創出一個前所未有的大時代來。“男孩物理學”這個帶有傳奇色彩的名詞,也將在物理史上鐫刻出永恆的光芒。
上帝擲骰子嗎——量子物理史話(5…3)
版權所有:castor_v_pollux原作提交時間:2003…10…1206:55:16
第五章 曙光
三
上次我們佈置了一道練習題,現在我們一起來把它的答案求出來。
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┃12┃┃13┃
┃31┃×┃41┃=?
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如果你還記得我們那個公共巴士的比喻,那麼乘號左邊的矩陣i代表了我們的巴士i號線的收費表,乘號右邊的矩陣ii代表了ii號線的收費表。i是一個2×2的表格,ii也是一個2×
2的表格,我們有理由相信,它們的乘積也應該是類似的形式,也是一個2×2的表格。
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┃12┃┃13┃┃ab┃
┃31┃×┃41┃=┃cd┃