泊松括号,才是力学中最本质的东西
而不是F=ma
不知道大家学会了吗?
泊松括号,是物体在相空间(x,p)轨迹的生成方式,也就是,他蕴含了各种运动的生成元。
在这一点上说,他和Lie Algebra(李代数)的本质是一样的,他可以认为是李代数在力学流形(又称辛几何)上的应用。
比如,你要计算物体位置随着时间的变化,你只需要计算位置变量x,和时间流生成元H的柏松括号
也即
dx/dt = {x, H}
H,也就是哈密顿量,或者说系统的能量(动能+势能)。我们都知道,时间平移对称性导致能量守恒,为何?
因为描述能量的H本身,就是“时间流生成元”
同理,如果你想计算动量p随时间的变化,就是
dp/dt = {p, H}
另外,对于任何一个物理量G,如果他和H的柏松括号=0
那么我们说,G是一个守恒量
因为:
dG/dt = {G, H} = 0
那么,泊松括号到底是个什么东西?
他是两个函数(比如G,H)在相空间对x,p的偏微分,你可以理解为依次求他们在相空间的切方向,具体见附图。
广义地说,一维运动中物体的位置x和动量p,被记做q和共轭动量p
从这点来说,这确实和Lie Algebra是同一个东西
有异曲同工之妙了
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