四元数物理学

　　《中外物理学精品系列·前沿系列：四元数物理学》是一本与通行的物理学教科书籍略有不同的书，叙述了相对论物理学的基本原理，不多涉及具体应用方面的内容，主要的不同之处有以下几个方面：1.所用的数学方法不同。除了通常的微分积分外，还应用了四元数的代数运算。2.以时间和空间具有同等地位，以及时间和空间构成的四维空间——时空的认识为前提，导出了不同惯性参考系之间的洛伦兹变换，使得所谓的光速不变原理成为时和空度量单位之间的换算常数不随惯性参考系而改变的必然推论。3.用时空中每一维的距离随时空中四维间隔的变化规律来描述相对论力学。4.用四元数电磁场的四梯度与四元数电磁源成正比的规律来描述电磁理论。5.用四元数对相对论性的能量动量关系进行因式分解，建立了不同种类的波动方程，用以描述不同种类的微观粒子的运动规律，叙述了对克莱因一戈尔登方程，以及对轨道角动量和自旋的不同认识。一方面，由于笔者学术水平较低，知识领域狭窄，因此如量子场论、广义相对论等更深层次的物理内容没能涉及，实为遗憾。另一方面，因为用四元数来描述物理理论的资料也未多见，此文只属尝试之举，故缺点错误在所难免，理所当然地欢迎批评指正，如能深入探讨和进一步发展更是所期盼的。

　　许方官（1959—2010），江苏常州人，北京大学物理学院教授。1959年9月考入吉林大学物理系，同年被选拔至北京大学技术物理系核物理专业继续大学学习，1962—2002年在北京大学技术物理系工作。长期从事加速器的物理研究和设计工作，为北京大学回旋加速器、4.5MV静电加速器和螺旋波导加速器的物理设计工作做出了重要贡献。长期讲授本科生主干基础课，在教学工作中深入钻研、兢兢业业，是北京大学技术物理系普通物理课程改革和建设的主要教师之一，曾获1987—1988年度北京大学教学优秀奖、1990年北京大学教学优秀集体奖。