內積空間與伴隨算子
么正算子
么正算子是複世界中的剛體運動:保持內積的線性映射,<T u, T v> = <u, v> 對一切 u, v 成立。它保留每段長度與每個角度,故而是複內積空間中保持精確對稱的變換——R 上正交矩陣的類比。
保持內積等價於乾淨的代數陳述 T^* T = I,即 T^* = T^-1:伴隨與逆重合。它的行構成標準正交基,|det T| = 1,且其所有特徵值都落在單位圓上(絕對值為 1)。
么正算子是讓譜定理變得可讀的對稱:每個正規算子都是 U D U^*(U 為某么正算子),意即 U 只是把你旋轉進特徵基,而不扭曲任何幾何。這次基變換毫無拉伸,故對角陣 D 道盡全部故事。
它們也是正規家族中尊重共軛的成員:T^* = T^-1 當然與 T 可交換。在實數域上共軛消失,么正退化為正交;在量子力學中,時間演化是么正的,恰因機率(範數平方)必須保持。
T^* T = T T^* = I, |lambda| = 1 for every eigenvalue lambda
伴隨即逆,譜落在單位圓上;這是么正算子的標誌性指紋。
有限維下三個等價定義:保持內積;保持範數(||T v|| = ||v||)且為滿射;T^* T = I = T T^*。滿射很關鍵——見「等距」了解缺了它會出什麼問題。
又稱
另見