Innere Produkträume

Ich versuche, die Definition innerer Produkträume, die mir in der Mathematik begegnet ist, mit derjenigen in Einklang zu bringen, auf die ich kürzlich in der Physik gestoßen bin. Insbesondere wenn ( , ) bezeichnet ein Skalarprodukt im Vektorraum v über F :

  1. ( u + v , w ) = ( u , w ) + ( v , w )  für alle  u , v , w v ,

  2. ( a v , w ) = a ( v , w )  für alle  v , w v Und a F ,

  3. ( v , w ) = ( w , v )  für alle  v , w v , (* bezeichnet komplexe Konjugation)

waren einige der Eigenschaften, die in meinem Mathematikkurs aufgeführt wurden.

In der Physik hieß es aber im zweiten Argument und das Skalarprodukt sei linear ( v , ( λ ich w ich ) ) = ( λ ich ( v , w ich ) ) Wo v Und w ich sind Kets im Hilbert-Raum und λ ich sind komplexe Zahlen.

Für mich sind diese Eigenschaften eines Innenprodukts nicht kompatibel. Wenn die erste Definition des inneren Produkts richtig ist, dann denke ich ( v , ( λ ich w ich ) ) = ( ( λ ich ) ( v , w ich ) ) Wo bedeutet komplexe Konjugation.

Antworten (2)

Um die Kommentare als Antwort zu formalisieren:

Der Unterschied zwischen erfordern

( a u , v ) = a ( u , v )  (Definition des Mathematikers)
Und
u , a v = a u , v  (Definition des Physikers)
ist rein eine Konvention, und die beiden Definitionen sind äquivalent als ( u , v ) = v , u . Es gibt auch keinen eigentlichen Grund, sich zu entscheiden, aber wenn Sie lange genug ausschließlich mit dem einen arbeiten, werden Sie den anderen möglicherweise als Abscheu betrachten. Generell ist es immer ratsam, darauf zu achten, welche Konvention verwendet wird.

Die Definition des Physikers hat den Vorteil, dass sie sich gut auf die Dirac-Notation erstreckt, in dem Sinne, dass Matrixelemente wie z ϕ | A ^ | ψ sind linear ein ψ , damit der Staat A ^ | ψ entspricht der Operator-handeln-auf-einem-Vektor-Notation A v . Wenn die Klammer linear wäre ϕ dann müssten wir die Operatoren links von ihnen agieren lassen . Dies ist wieder eine OK-Konvention, aber niemand verwendet sie.

Es sind meistens nur Mathematiker der alten Schule, die dazu neigen, das erste Argument zu konjugieren, nicht die meisten modernen Mathematiker oder die meisten anderen. „So wurde das innere Produkt ursprünglich definiert und wird immer noch in einigen altmodischen Mathematikgemeinschaften verwendet. … Ingenieurwissenschaften und Informatik und die meisten Bereiche der Physik und modernen Mathematik … positiv-definitive Matrix M, so dass <x,y>=x^*My." Anmerkung 1 von en.wikipedia.org/wiki/Inner_product_space#Notes Vgl. math.stackexchange.com/questions/129227/…

Das innere Produkt, das in der Quantenmechanik verwendet wird, ist sesquilinear , im Gegensatz zu nur linear. Eine gute Referenz, um sich darüber zu informieren, ist Hassani: Mathematical Physics .