eigenstate
英 /ˈaɪɡənsteɪt/美 /ˈaɪɡənˌsteɪt/
n. 名词
本征态;特征态
词义说明
eigenstate 是量子力学中的核心术语,指一个量子体系处于某个力学量算符的本征态,即该算符作用于该状态时,给出一个常数(本征值)乘以该状态本身。本义源自德语 eigen(自身的、固有的)与 state(状态)的组合,强调状态是算符“自身”的、具有确定测量值的状态。引申义较少,主要在本义基础上用于描述物理体系具有确定性质的状态,如能量本征态、动量本征态等。各义项之间关系紧密,均围绕“算符的本征矢量所对应的状态”这一核心概念展开,没有明显的跨领域引申。
词源解析
eigenstate 由德语前缀 eigen-(意为“自己的、固有的”)和英语单词 state(状态)组合而成。eigen- 源自德语,在数学和物理术语中常表示“本征的”,如 eigenvalue(本征值)、eigenfunction(本征函数)、eigenvector(本征矢量)。构词逻辑为:算符作用于某个状态,若结果等于一个常数乘以该状态,则该状态是算符的 eigenstate。记忆时可拆分为 eigen(本征)+ state(态),并联想同根词 eigenvalue、eigenvector 等,形成“本征”词族,有助于系统记忆。
使用场景
eigenstate 主要出现在量子力学、凝聚态物理、量子化学等学术写作中,是专业术语,语气正式、客观。在学术论文、教科书、科研报告中频繁使用,用于描述体系的状态或测量结果。在科普文章或科学新闻报道中偶尔出现,但通常会附加解释。日常口语、商务邮件、法律文本、文学作品等场景几乎不使用该词。在学术语境下,eigenstate 的含义精确,不带有情感色彩,仅作为技术名词使用。
语法要点
eigenstate 是名词,可数,复数形式为 eigenstates。常见句型包括:be in an eigenstate of...(处于……的本征态)、the eigenstate of an operator(算符的本征态)、a superposition of eigenstates(本征态的叠加)。易错点在于:eigenstate 通常与介词 of 连用,后接算符或物理量,如 eigenstate of energy(能量本征态),而非 eigenstate for energy;另外,eigenstate 是可数名词,泛指时需加冠词或变为复数,如 an eigenstate、eigenstates。
近义辨析
eigenstate 与 eigenfunction 近义,但侧重点不同:eigenstate 强调物理状态本身,是量子力学中的态矢量;eigenfunction 强调该状态在位置表象下的波函数形式,是数学函数。在量子力学中,二者常可互换,但 eigenstate 更侧重物理概念,eigenfunction 更侧重数学表达。此外,eigenvector 指本征矢量,是线性代数中的抽象向量,eigenstate 可视为其在量子力学中的具体化。使用时应根据上下文选择:讨论物理状态时用 eigenstate,讨论数学函数时用 eigenfunction。
注意事项
eigenstate 是高度专业化的术语,语域较高,仅适用于物理学及相关领域的学术交流。在非专业语境中应避免使用,以免造成理解困难。该词为中性词,无褒贬色彩。常见误用包括:将 eigenstate 与 eigenfunction 混用而不区分物理与数学侧重点;错误搭配介词,如误用 eigenstate for 代替 eigenstate of;以及在不了解量子力学基本概念的情况下滥用该词。在科普写作中,首次出现时应给出简明解释。
高频搭配
- energy eigenstate
- 能量本征态
- momentum eigenstate
- 动量本征态
- eigenstate of an operator
- 算符的本征态
- ground state eigenstate
- 基态本征态
- superposition of eigenstates
- 本征态的叠加
- approximate eigenstate
- 近似本征态
- joint eigenstate
- 联合本征态
句子示例
| The system is initially prepared in an eigenstate of the Hamiltonian. | 系统最初被制备在哈密顿量的本征态上。 |
| Measurement of an observable collapses the wavefunction into one of its eigenstates. | 对可观测量的测量会使波函数坍缩到其本征态之一。 |
| A coherent state is not an eigenstate of the number operator. | 相干态不是粒子数算符的本征态。 |
| The energy eigenstates of the harmonic oscillator are equally spaced. | 谐振子的能量本征态是等间距的。 |
| In quantum computing, the computational basis states are eigenstates of the Pauli Z operator. | 在量子计算中,计算基态是泡利 Z 算符的本征态。 |