算符與可觀測量
厄米算符
厄米算符是指那種等於自身伴隨的算符——所謂伴隨,就是先取複共軛、再把行與列對調後得到的算符。這種平衡的對稱聽起來像是個技術細節,但它恰恰是使一個算符配得上去表示某種可測之物的那條性質。量子力學裡每一個真正的可觀測量,都是由厄米算符搭建而成的。
厄米算符有兩條從其對稱性中流淌出來的珍貴特徵。其一,它的全部本徵值都是實數,這至關重要,因為測量結果必須是一個普通的實數讀數,而不能是虛數。其二,它對應不同本徵值的本徵態彼此正交,並可被選取得足以張滿整個空間,於是任何態都能寫成它們的疊加——這正是該可觀測量取確定值的那組基。
這兩條事實合在一起,解釋了厄米算符為何穩居理論的中心。它們保證了測量的可能結果是實數,保證了這些結果彼此互斥,也保證了所有結果的機率加起來等於一。當物理學家說一個可觀測量由一個算符表示時,他們指的永遠是一個厄米算符。
† =  ⇒ eigenvalues are real, eigenstates orthogonal
等於自身的伴隨,迫使本徵值為實數、並給出一組完備而正交的本徵態。
對於像位置和動量這樣的無界算符,數學家會區分僅僅是厄米的與完全自伴的,後者需要對定義域格外小心。在日常物理中兩者常被混用,而本徵值為實數的結論依然成立。
又稱
另見