雖然早就有人跟我說過量子力學的重點是基底,但我還是透過不斷的寫題目才理解了這一個事實.
描述一個系統必須要有所依據,例如平面上的位置我們會以 x 為多少、y 為多少來描述,x、y 稱為這個系統的基底。當然,一般學過國中數學的人都很熟悉這個例子了,但在量子力學裡的基底卻令我困擾了很久,因為在這裡討論時,方向與大小都不再重要了,因為量子力學裡面的向量空間並不是真有實際的方向,但即使如此,我們還是可以討論分量,說到這裡,以前的我覺得很抽象,但現在我想清楚了。位置要以位置的基底來描述,即 x 為多少、y 為多少,其基底依然是位置;而量子力學中所討論的是波函數,函數要以函數的基底來描述,當然基底也依然是函數。即$ \vec{r} = a \hat{x}+b\hat{y}$ 對應於 $\psi(x)=c f(x)+d g(x)$。這兩個式子呈現方式相同,但後者卻不是真正的空間。這裡的 $a$、$b$ 各是 $\vec{r}$ 在 $\hat{x}$ 與 $\hat{y}$ 上的分量,同樣的 $c$ 和 $d$ 各別是 $\psi(x)$ 在 $f(x)$ 和 $g(x)$ 上的分量。