
先声明,我身为化学人,是从结构化学的层次谈论这个话题,如果有不对也请指正。我觉得,本质上这二者有一点点区别,但是可以互为补充。
波动力学更喜欢使用算符(operator),这就是指表象,矩阵力学更喜欢用矩阵表示,将问题转化为线性方程组的求解。这两者各有优点:前者直观而后者才是上机的程序编写出发点。
但是我本人并不完全赞同二者的做法。我更愿意认为这是一个线性映射(linear mapping)(当然,算符可以是非线性的,这里局限在谈论波动力学基础,里面似乎没有太多概念是非线性的),这个是高等代数中的基本概念。这个概念上的区别因为化学人大部分或者可以说绝大部分都没有(或者不清晰)比较好的代数基础而没法得到理解(只学习线性代数的弊端)。他们认为,矩阵表示和算符表示一样,只是有一点分别,比如计算位置算符与广义动量算符的换位元素(就是力学中的Possion括号,也叫做对易子,这里是沿用了代数说法)时矩阵表示便无能为力,但是算符依然可以,而这用线性映射的方法也可以做的。所以我认为,矩阵力学建立在线性映射的基础上可以规避这种问题(明确些,就是难以选择确定体系在基域上的一个基的情况下,矩阵表示无法建立,但是依然可以用映射符合表示)。
至于其他的大多数概念,比如特征值(或者叫做本征值)都是重合的(对于线性映射,讲特征值;对于算符讲本征值)。
我认为,矩阵表示是一种方法论,是研究态射的一种办法,群表示论就是这种学科。比如研究置换,置换可以认为是一种作用,是一个算符,这些作用或者叫做算符也可以组成一个群(全变换群),但是却也可以有矩阵表示(选好线性变换的基与规则就可以)。从这个意义上理解二者作为一体,比单纯地认为二者实质分立要强得多。
关键还是对于代数学没有真正的认识与理解。这些内容老师也不讲(国内的这方面教材,指结构化学教材,几乎都是波动力学,不大讲矩阵力学),都是我自己随便琢磨的,有问题也很正常。欢迎友好交流。
高代看的是丘砖,反复看了两三遍(刷了两三遍),越看越感觉像是结构化学数学基础导论……徐光宪老先生的书虽然也可,但是数学精致程度差的太远。当然,要是有解析几何配合就更好了,对称操作就会更容易理解(我完全懒得理解交换不交换,更愿意看两个对应的矩阵表示是不是可以交换或者更高一点,是不是中心化子)。也读过一点抽代,算符更像是抽代的意识派生的产物。但是也归于代数范畴。
总而言之,只有代数的等价表示而已,没有区别。
