四元數
文出維基大典
四元數者,四維之數也。夫實數者,線之數也;複數,平面之數也;哈密頓嘗問:「可有三維之數耶?」苦思良久,於都柏林皇家運河畔,得悟四維之數矣,時一八四三年十月十六日。聚以成集,記曰
。
四元數之奇,乘法不合交換律耳。雖知其時之算,殆無不合交換律者[一],故哈密頓之悟,實石破天驚之舉耳。
[纂] 算
四元數者,一實三虛之數也。三虛者,以天(「i」)、地(「j」)、人(「k」)記之。觀乎複數,一實一虛而已,故四元數之用,實乃窮複數之理,故亦曰超複數耳。
問曰:實二天三地五人負一(「2+3i+5j-k」)者,何物耶?
答曰:四維空間內,座標「二、三、五、負一」之點也。
二數加減,實虛自理(「(a1 + b1i + c1j + d1k) + (a2 + b2i + c2j + d2k) = (a1 + a2) + (b1 + b2)i + (c1 + c2)j + (d1 + d2)k,(a1 + b1i + c1j + d1k) − (a2 + b2i + c2j + d2k) = (a1 − a2) + (b1 − b2)i + (c1 − c2)j + (d1 − d2)k」)。
二數相乘,有口訣云:天天,地地,人人,天地人,盡負一(「i2 = j2 = k2 = ijk = − 1」)。或曰:
- 天天,地地,人人,負一(「i2 = j2 = k2 = − 1」);
- 天地得人,地天得負人(「
」); - 地人得天,人地得負天(「
」); - 人天得地,天人得負地(「
」)。
如實二地三乘實一天二,得實二天四地三人負六(「(2 + 3j)(1 + 2i) = 2 + 4i + 3j − 6k」)。
虛負之,曰軛(記曰「
」)。
合虛實之方,復開方之,曰模(記曰「
」)。
數軛相乘,為模之方耳。
二數相除,用模軛求商法,被除者乘除者之倒數也(記曰「
」)。
[纂] 註
- ↑ 減、除不合交換律,惟加、乘之逆算而已。
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