极简课堂|矩阵的本质是量子运动的描述——线性代数,科学之基

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线性代数|矩阵|空间|运动


线性代数,被称为“第二代数学模型”,理解它的人不多,甚至许多大学生学过该课程后也是一头雾水。今天我们从一个特别的角度,去“真正理解”,线性代数到底是在讲什么

极简课堂|矩阵的本质是量子运动的描述——线性代数,科学之基

什么是“线性空间”

这是线性代数中最基本的概念,简要地讲,线性空间就是其中的所有对象,都可以表达成“向量”的形式。

例如,我们生活的三维的欧式空间里,只要给出三维坐标,那么任一点都可以表示为三维向量(x,y,z)的形式。

这就是一个“线性空间”。

极简课堂|矩阵的本质是量子运动的描述——线性代数,科学之基

什么是“矩阵”

矩阵就是在这个空间中,对象所要经历的“量子运动”,之所以不是普通的运动,就是因为这种运动不是“连续的”,不是可以微积分求极限之类的,而是一种“突变”一种“跃迁”,从线性空间的某一位置瞬间运动到另一个位置,矩阵就是表示这种运动的!
怎么表示呢?相乘啊只要将表示这个运动的矩阵与表示这个对象的向量相乘,就完成了量子运动!是不是很神奇?

极简课堂|矩阵的本质是量子运动的描述——线性代数,科学之基

回头来再看“线性空间”

其实,想要构造一个“线性空间”很容易了,你只需要该空间中的一个对象(向量),然后与所有可能的矩阵相乘,你就得到了一个线性空间了。

这里,你会发现,使用一系列不同的(量子运动)矩阵,对同一个对象(向量)进行操作,将会提到相同的结果,好,这一系列矩阵就是教科书中的“相似矩阵”,有没有恍然大悟的感觉呢?


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