形式体系与希尔伯特空间
对偶空间
对偶空间是左矢所栖居的相伴空间,与右矢的空间并肩而立。右矢是一个量子态,而它的左矢则是某种测量装置:一条规则,接受任何右矢并返回一个复数。所有这类规则的集合,自成一个向量空间,即对偶空间,它正是每一个左矢 ⟨φ| 的天然居所。
两个空间之间有一种完美的一一对应。每个右矢 |ψ⟩ 都恰好对应一个左矢 ⟨ψ|,由厄米共轭——转置并取复共轭——得到。这种对应并不全然是简单的复制:把一个右矢乘以复数 c,与它对应的左矢乘的却是共轭 c*。正是这一处微妙的扭转,使得内积表现得正确,使得长度算出来是实的、正的。
为什么非要把态分成两个空间不可呢?因为这样能干净地分开一个态必须承担的两份职责。作为右矢,它是可以被变换、被演化的东西;作为左矢,它是从别的态中读出信息的东西。把对偶空间里的一个左矢与一个右矢凑到一起,便得到内积——一个数——而两个空间的这次相遇,正是可测量的量诞生之处。
|ψ⟩ in H ↔ ⟨ψ| in H* (paired by Hermitian conjugation)
希尔伯特空间 H 中的每个右矢,在对偶空间 H* 中都恰有一个对应的左矢。
右矢与左矢之间的对应是反线性的,而非线性的:把一个右矢用复数缩放,其左矢按复共轭缩放。忘掉这个共轭,是符号与相位错误的一个常见根源。
又称
另见