辛标记

✍ dations ◷ 2025-06-15 15:59:36 #经典力学,哈密顿力学,辛几何

在哈密顿力学里,因为哈密顿方程对于广义坐标 q {\displaystyle \mathbf {q} \,\!} 与广义动量 p {\displaystyle \mathbf {p} \,\!} 的运算在正负号上并不对称,必须用两个方程来表示:

这里, H {\displaystyle {\mathcal {H}}\,\!} 是哈密顿量。

辛标记提供了一种既简单,又有效率的标记方法来展示方程及数学运算。辛标记的英文名 “Symplectic notation” 最先是德国著名数学家赫尔曼·外尔提出的。 Symplectic 这字原来在希腊文是纠缠或编结的意思;用在这里主要是形容广义坐标和广义动量互相编结在一起的情况。

设定一个 2 N × 1 {\displaystyle 2N\times 1\,\!} 的竖矩阵 ξ {\displaystyle {\boldsymbol {\xi }}\,\!}  :

此矩阵上半段是广义坐标、下半段是广义动量、 T {\displaystyle T\,\!} 代表转置运算。我们也可以将 ξ {\displaystyle {\boldsymbol {\xi }}\,\!} 视为一个向量。

定义辛矩阵 Ω {\displaystyle {\boldsymbol {\Omega }}\,\!} 为一个斜对称的 2 N × 2 N {\displaystyle 2N\times 2N\,\!} 方块矩阵:

这里, Ω {\displaystyle {\boldsymbol {\Omega }}\,\!} 是由 4 个 N × N {\displaystyle N\times N\,\!} 零矩阵 0 {\displaystyle \mathbf {0} } 与单位矩阵 1 {\displaystyle \mathbf {1} } 组成。

这样,哈密顿方程可以简易的表示为

正则变换是一种正则坐标的改变,而同时维持哈密顿方程的形式,虽然哈密顿量可能会改变。所以,使用正则变换,正则坐标会从旧正则坐标 ξ {\displaystyle {\boldsymbol {\xi }}\,\!} 改变成新正则坐标 Ξ {\displaystyle {\boldsymbol {\Xi }}\,\!} ξ Ξ {\displaystyle {\boldsymbol {\xi }}\rightarrow {\boldsymbol {\Xi }}\,\!} ;哈密顿量也从旧的哈密顿量 H {\displaystyle {\mathcal {H}}\,\!} 改变成新的哈密顿量 K {\displaystyle {\mathcal {K}}\,\!} H K {\displaystyle {\mathcal {H}}\rightarrow {\mathcal {K}}\,\!} ;但是,哈密顿方程的形式仍旧维持不变:

在相空间中,用正则坐标 q ,   p {\displaystyle \mathbf {q} ,\ \mathbf {p} \,\!} ,两个函数 f ( q ,   p ) ,   g ( q ,   p ) {\displaystyle f(\mathbf {q} ,\ \mathbf {p} ),\ g(\mathbf {q} ,\ \mathbf {p} )\,\!} 的泊松括号记作:

用辛标记,

相关

  • 唐纳德·威尼科特唐诺·伍兹·温尼考特(Donald Woods Winnicott,1896年4月7日-1971年1月28日),英国儿童心理学家、精神分析学家,对客体关系理论有一定贡献。他在40年的时间里研究人类成长,希望阐明
  • 核四龙门核能发电站是位于台湾新北市贡寮区的核能发电站,因所在地名“龙门”而得名,由台湾电力公司兴建营运,为台湾第四座核能发电站,故原名第四核能发电站,2009年3月3日改为现名,其原
  • 南江县南江县是中华人民共和国四川省巴中市所辖的一个县。全县辖19个镇、29个乡,517个村、107个社区,幅员3388平方公里,总人口70.9万人,有耕地42.35万亩,是全国扶贫开发工作重点县、汶
  • 阿波火山阿波火山(他加禄语:Bundok Apo)是一座位于菲律宾棉兰老岛东南部的活火山,海拔2,954米,为菲律宾最高峰。达沃市位于其东北方30公里处。近百年未喷发,有硫磺矿,覆盖着热带硬木林。主
  • 吴兴郡吴兴郡,中国三国吴时设置的郡,为“三吴”之一,治所在乌程县。东吴孙皓宝鼎元年(266年),分吴郡之阳羡、永安、余杭、临水,丹杨郡之故鄣、安吉、原乡、于潜、乌程九县置吴兴郡,治乌程,
  • 福山福山区位于胶东半岛东北部、黄海之滨,是烟台市的市辖区,东为芝罘区、莱山区,东南为牟平区,西南为栖霞市,西北为蓬莱市,北为烟台经济技术开发区。总面积483平方公里,全区总人口24.76
  • 王汝言王汝言(1525年-1579年),字子慎,山东济南府滨州人,武骧左卫官籍,明朝政治人物。顺天府乡试第一百十五名。嘉靖三十二年(1553年)会试第三百六名,登进士第三甲第二百二十七名。授行人,迁户
  • 老古玩店《老古玩店》(英语:The Old Curiosity Shop),英国作家狄更斯的长篇小说。1841年狄更斯迁居到德文郡巷(Portsmouth Street),认识了老古玩店的老板,并开始创作这部小说,并在《韩夫利少
  • 蕾莎·海利蕾莎·海利(英语:Leisha Hailey,1971年7月11日-),美国演员、音乐家,以出演美国影集《拉字至上》中爱丽丝·皮亚柴斯基(英语:Alice Pieszecki)一角著称。目前是美国流行乐队Uh Huh Huh(
  • 亚历山大七世教宗亚历山大七世(拉丁语:Alexander PP. VII;1599年2月13日-1667年5月22日)原名法比奥·齐吉(Fabio Chigi),1655年4月7日当选罗马主教(教宗),同年4月18日即位至1667年5月22日为止。他于