誰能從物理角度講講線性代數中的「特徵向量」的物理意義?

題目:

誰能從物理角度講講線性代數中的「特徵向量」的物理意義?
1、請用您自己的語言解答,不要抄襲無厘頭的教科書語言;
不要從數學到數學沒有思想、沒有生命力的無意義解答.

解答:

特徵值方程是Ax=λx,物理上A是一個算符,可以用矩陣表示,x表示物體某一個狀態.
好比一個系統A,給它加一個輸入x,得到輸出y=Ax.
你會發現如果x是系統A的特徵向量的話,有y=λx,也就是輸入x通過系統A,它的形狀沒有任何改變,只是改變了幅度(λ),也可以認爲系統事實上沒有改變物體的狀態,因爲幅度改變可以通過歸一化操作消去.
如果x不是A的特徵向量的話,那麼輸出y就和原來的狀態不同.
比如自由空間中電磁波的本徵解(本徵向量)是平面波,球面波柱面波等等其他所有不是平面波的電磁波,在經過無窮長的時間後,都會變成平面波.而平面波可以在自由空間中永遠傳輸而不改變形狀.
再問: 謝謝您。 1、那究竟」特徵向量「究竟是什麼物理意義呢?向量何解?特徵又何解? 是物理解釋,不是數學解釋。 2、本徵又做何解? 3、在物理上,算符是有物理意義的,您說的算符是什麼樣的算符?還是所有算符? 也就是無論怎樣運算? 4、X一定是狀態嗎?是什麼樣的狀態?表達上有什麼要求? 再次謝謝。
再答: 1向量只是一個數學上的表示方法而已。你可以看一下關於線性空間,希爾伯特空間等方面的知識,看了這些之後,你會對矩陣,向量和線性代數都有更深的認識。線性代數可不僅僅是解方程這麼單一的問題。特徵和本徵是一個意思,不用區分。 2「本徵」在數學上就是說本徵值和本徵向量是這個矩陣固有的東西,對於方程Ax=λx,只要矩陣A一確定,那麼x和λ同時也確定了。x和λ是矩陣A本身的特徵,與其他無關。 3量子力學裡只有特徵值是實數的算符才能被觀測,也就必須是厄米算符,但是數學上,很多矩陣的特徵值是複數 4請回到1,還是建議你去看一下線性空間的書。X在數學上只是一組有序的數字,它具體是什麼完全取決於在某個線性空間裡你選的基是什麼。
再問: 1、英文的線性代數,已經缺乏物理思想;中文的線性代數,更別提了: 語言晦澀,學風惡劣。生龍活虎的學科到了中國教授筆下,立馬變得 枯燥無味,死死板板,只有屍骨,全無血肉,人爲製造跌宕起伏,刻 意設置邏輯障礙,文痞至極。學習效率遠遠不及英文資料的十分之一。 2、我再另外請教他人。 非常感謝。

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