问答题 证明:与σ的三个分量都对易的非零二维矩阵必为常数矩阵.
【正确答案】设二维矩阵A满足
   Aσ=σA    (1)
   根据上题的论证,A必定可以表示成
   A=C0I+C1σx+C2σy+C3σz    (2)
   以σx分别左乘和右乘上式,得到
   σxA=C0σx+C1+iC2σz-iC3σy    (3)
   Aσx=C0σx+C1-iC2σz+iC3σy    (3')
   根据题设条件(1),式(3)和(3')应相等,所以
   C2σz-C3σy=C3σy-C2σz
   因为σy、σz互相独立,因此必有
   C2=0,  C3=0    (4)
   类似地,以σy分别左乘和右乘式(2),可证
   C1=0,C3=0    (5)
   因此
   C1=C2=C3=0    (6)
   A=C0I    (7)
   即A为常数矩阵.
【答案解析】