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海森堡繪景

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{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''海森堡'''<br><img src="https://storage.googleapis.com/opinion-cms-cwg-tw/ckeditor/201912/ckeditor-5e0ae52975f91.jpg" width="250"></center><small>[https://opinion.cw.com.tw/blog/profile/195/article/8890 圖片來自獨立評論]</small>
|}

'''海森堡繪景'''(Heisenberg picture)是[[量子力學]]的一種表述,因物理學者[[维尔纳·海森堡]]而命名。在海森堡繪景裏,對應於[[可觀察量]]<ref>[https://www.zhihu.com/question/60772718 可觀察量],知乎</ref> 的[[算符]]會隨著時間流易而演化,而描述量子系統的[[態向量]]則與時間無關。使用海森堡繪景,可以很容易地觀察到量子系統與經典系統之間的動力學關係。

海森堡繪景與[[薛丁格繪景]]、[[狄拉克繪景]]不同。在薛丁格繪景裏,描述量子系統的[[態向量]]隨著時間流易而演化,而像[[位置]]、[[動量]]一類的對應於可觀察量的算符則不會隨著時間流易而演化。在薛丁格繪景裏,假若[[勢能]]與時間有關,V=V(t),則[[哈密頓算符]]H=\frac{P^2}{2m}+V(t)也與時間有關。在狄拉克繪景裏,態向量與對應於可觀察量的算符都會隨著時間流易而演化。

這三種繪景殊途同歸,所獲得的結果完全一致。這是必然的,因為它們都是在表達同樣的物理現象。

==概述==
為了便利分析,位於下標的符號{H} 、{S}分別標記海森堡繪景、薛丁格繪景。

在量子力學的海森堡繪景裏,態向量\psi \rang_{H} 不含時,而可觀察量的算符A_{H}則含時,並且滿足「海森堡運動方程式」:
:\frac{t}A_{H}={1 \over i\hbar}[A_{H},\, H];

其中,\hbar是[[約化普朗克常數]],H是[[哈密頓量]],[ A_{H},\, H]是A_{H}與H的[[對易算符]]。

從某種角度來看,海森堡繪景比薛丁格繪景顯得更為自然,更具有基礎性,因為,經典力學分析物體運動所使用的物理量是可觀察量,例如,位置、動量等等,而海森堡繪景專注的就是這些可觀察量隨著時間流易的演化。進一步來看,海森堡繪景表述的量子力學與[[經典力學]]的相似可以很容易的觀察到:只要將對易算符改為[[帕松括號]],海森堡方程式立刻就變成了[[哈密頓力學]]裏的運動方程式,其形式表示為
:\frac{\partial}{t}A=[A,\, H]_{Poisson};

其中,[\ ,\,\ ]_{Poisson}是[[帕松括號]]。

通過狄拉克量子化條件|canonical quantization,可以從[[哈密頓力學]]的運動方程式得到海森堡運動方程式:

:[\ ,\,\ ]_{Poisson}\ \to\ \frac{[\ ,\, \ ]}{i\hbar} 。

史東-馮諾伊曼理論|Stone-von Neumann theorem證明海森堡繪景與薛丁格繪景是等價的。
== 參考文獻 ==
{{reflist}}
[[Category:330 物理學總論]]
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