在量子力学中,所有的物理规律在一个
希尔伯特空间中表示,而这个希尔伯特空间(可以简易地先理解为无限维酉空间)中的一个矢量代表一个可能的物理态,这个矢量空间是右矢量空间;左矢量空间定义为右矢量空间的对偶(dual )空间。每一个右矢量都有一个左矢量与之对偶。
在不同表象(representation )下,同一左矢量的表示也会不同,比如动量为p的平面波,我们标记其左矢量为
其在动量表象下的表示:
其在坐标表象下的表示却为:
性质
作为右矢量空间的对偶空间,左矢量空间也是
希尔伯特空间,故而具有线性。
左矢量空间和右矢量空间在一起定义了内积运算,即:
这样其构成一个酉空间。
值得注意的是,对于线性中的数乘而言,将不改变右矢量所代表的物理态,而考虑到几率振幅的归一化,一般我们都会选取归一的右矢量,而其所对偶的左矢量也是归一的:
我们认为算符作用在右矢量上相当于对其进行一次线性变换,类似地,我们也可以认为算符共轭地作用在左矢量上,即若:
则有: