四元數(shù)物理學

　　《中外物理學精品系列·前沿系列：四元數(shù)物理學》是一本與通行的物理學教科書籍略有不同的書，敘述了相對論物理學的基本原理，不多涉及具體應(yīng)用方面的內(nèi)容，主要的不同之處有以下幾個方面：1.所用的數(shù)學方法不同。除了通常的微分積分外，還應(yīng)用了四元數(shù)的代數(shù)運算。2.以時間和空間具有同等地位，以及時間和空間構(gòu)成的四維空間——時空的認識為前提，導出了不同慣性參考系之間的洛倫茲變換，使得所謂的光速不變原理成為時和空度量單位之間的換算常數(shù)不隨慣性參考系而改變的必然推論。3.用時空中每一維的距離隨時空中四維間隔的變化規(guī)律來描述相對論力學。4.用四元數(shù)電磁場的四梯度與四元數(shù)電磁源成正比的規(guī)律來描述電磁理論。5.用四元數(shù)對相對論性的能量動量關(guān)系進行因式分解，建立了不同種類的波動方程，用以描述不同種類的微觀粒子的運動規(guī)律，敘述了對克萊因一戈爾登方程，以及對軌道角動量和自旋的不同認識。一方面，由于筆者學術(shù)水平較低，知識領(lǐng)域狹窄，因此如量子場論、廣義相對論等更深層次的物理內(nèi)容沒能涉及，實為遺憾。另一方面，因為用四元數(shù)來描述物理理論的資料也未多見，此文只屬嘗試之舉，故缺點錯誤在所難免，理所當然地歡迎批評指正，如能深入探討和進一步發(fā)展更是所期盼的。

　　許方官（1959—2010），江蘇常州人，北京大學物理學院教授。1959年9月考入吉林大學物理系，同年被選拔至北京大學技術(shù)物理系核物理專業(yè)繼續(xù)大學學習，1962—2002年在北京大學技術(shù)物理系工作。長期從事加速器的物理研究和設(shè)計工作，為北京大學回旋加速器、4.5MV靜電加速器和螺旋波導加速器的物理設(shè)計工作做出了重要貢獻。長期講授本科生主干基礎(chǔ)課，在教學工作中深入鉆研、兢兢業(yè)業(yè)，是北京大學技術(shù)物理系普通物理課程改革和建設(shè)的主要教師之一，曾獲1987—1988年度北京大學教學優(yōu)秀獎、1990年北京大學教學優(yōu)秀集體獎。