행렬역학

요약 1925년 W.K.하이젠베르크가 창시한 양자역학의 이론형식을 말하며 매트릭스역학이라고도 한다.

매트릭스역학이라고도 한다. 1925년 W.K.하이젠베르크가 창시했다. 1913년 제창된 N.H.D.보어의 모형은 그 당시 설명할 수 없었던 원자의 안정성이나 원자가 복사하는 스펙트럼을 부분적으로 설명하는 데 성공했으며, 동시에 그것은 원자 내의 미시적 세계에 대하여는 고전역학 및 고전전자기역학을 전면적으로 적용시킨다는 것이 불가능하다는 점을 밝혔다.

보어는 양자화조건(量子化條件)과 진동수조건이라는 부가적 조건을 새로 도입함으로써 이들 결함을 보완하면서 이론을 전개하여, 전기양자론(前期量子論)을 전개하였다. 그러나 이 이론은 약간 복잡한 원자에 대해서는 잘 맞지 않았다. 보어는 여기서 다시 (對應原理)에 입각한 고찰로써 새로운 이론으로의 전진을 모색하였다. 1925년 보어의 영향하에서 이 종류의 이론을 추구하던 하이젠베르크는 원자 내의 전자에서 볼 수 있는 미시적 운동상태는 무한차원(無限次元)의 복소(複素)로 나타낼 수 있다고 하였다. 그리고 이 무한차원 복소벡터공간() 중에서 물리량을, 벡터 사이의 변환을 나타내는 무한차원 과 대응시키는 수학적 형식에 의하여 원자 상태 사이의 전이(轉移)를 합리적으로 기술하는 역학 형식을 완성하였다. 예를 들면 행렬은 일반적으로 비가환(非可換)인 양(A,B를 두 행렬이라 하면 AB≠BA, 또는 AB－BA≠0)이며, 이 비가환성이 보어의 양자화조건에 일반성을 부여했고, 특별한 경우에는 불확정성원리(不確定性原理)로 표현되었다.

행렬역학 확립에서 하이젠베르크는 '물리학의 이론을 구성하는 요소는 직접 관측이 가능한 물리량에 한해야 한다'는 경험주의적 입장을 역설하였다. 그러나 이것은 보어의 대응원리를 부분적으로 강조한 것이라 볼 수 있다.