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整合以上所有的内容

这一讲已经包罗了很多内容,在继续推进之前,让我们盘点一下已经做过的事情。我们的目标是把自旋和矢量空间结合起来。我们清楚了如何用矢量来代表自旋态,而且在这一过程中得以窥见态矢量所包含的信息(以及没有包含的信息)。下面简要地罗列了我们所做的工作:

· 基于自旋测量的知识,我们选择了3对相互正交的基底,它们分别被命名为 。因为基底矢量 代表着物理上不同的态,所以我们可以断定它们彼此之间是正交的。换言之, 。这对 以及 也都成立。

· 我们要使用两个独立的参数去定义自旋态,然后任意选择一对正交矢量作为基底,比如 ,从而将所有自旋态都表示出来,虽然描述态矢量的两个复数需要有4个实数,我们依然选择全部表示出来。该如何处理呢?我们相当聪明,发现这4个实数并不完全独立 。归一化的限制(总概率为1)消除了一个独立的参数,相位无关性(态矢量的物理特性不会受到全局相因子的影响)又消除了一个。

· 选定 作为主要的基底,在额外的正交和概率基础的限制下,我们解决了另外两对基底如何用 的线性组合来表示的问题。

· 我们确认了使用列矢量来代表主要基底的方法,这种表示并不唯一。在第3讲中,我们将使用 的列矢量去推导另外两个基底的列矢量。

在得到这些具体结果的过程中,我们也顺便练习了态矢量的数学,并学到了这些数学对象是如何对应到物理自旋上的。尽管我们关注的是自旋,但其实同样的概念和技术也能应用到其他量子系统中去。在进入第3讲之前,请花一些时间去消化到目前为止的内容。正如我在本讲开始时说的,你真的会有所收获。 Axl6OdJzu4CKUGhhAmePrSMx84MaMbkN5hDO6Qf9vs72faKMvLMJLUVYzUEduHmQ

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