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矩阵的选择
m。
……一个群 G 可以比作某个曲面。它依赖于一定数量的参数。设 P 为该群参数的空间,p 为该空间中的一点。这些参数 pi 的数量就是该群的维数。
(217)

图示:单位元 e(单位矩阵 1)。
我们可以给出一个增量 dp:
(218)

……然后我们对作为群元素的矩阵 g 求微分。我们得到一个不属于该群的方阵 dg。人们称之为“群的切向量”。这些切向量构成了人们所称的该群的“李代数”(顺便说一句,它并不是代数)。
我们选择在单位元附近求微分:
(219)

并且我们选择如下反作用:
(220)
AAg(m)
= g-1 x
dg(g=e) x
g
备注:
为什么我们选择群在 g = 1 处的切向量?
……我们本可以使用更一般的、群中任意点处的切向量 dg。我们会得到相同的结果,但计算会繁琐得多。
该群的维数为 n。矩阵 g 依赖于 n 个参数 { pi }。
李代数元素 dg(g=e) 依赖于相同数量的参数 {d pi}。
上述反作用的计算将给出映射:
(221)
{ d
pi
} -----> { d pp'i
}
我们引入相同数量的标量:
{ J i }
我们称这个集合为该群的动量 J。
J = { J i }
它是一个由 n 个量组成的集合,n 个标量。有时我们可以把它放入一个矩阵中(庞加莱作用在其动量上的作用)。
{ J i } 是与群的切向量对偶的余切向量 { d p i }。对偶性给出:
(222)

由标量积的这种守恒性,如果我们知道映射:
(223)
{ d
p
i } -----> { d p'
i }
我们就可以建立对偶映射:
(224)
{ J i } ----->
{ J 'i }
这就是我们所寻求的本质作用,而 Souriau 称之为该群在其动量空间上的余伴随作用。
说明这个概念的最好方式是给出一个例子:
庞加莱群在其动量空间 Jp 上的余伴随作用。
上面,我们给出了广义洛伦兹群。选择:
(225)

我们得到洛伦兹群 L,其元素 L 满足公理化定义:
(226)

时空向量为
(227)

取 c = 1,我们得到初等二次型,即闵可夫斯基度规:
(228)

逆矩阵为
(229)

现在引入一个时空平移:
(230)

我们如下构造庞加莱群 Gp 的元素 gp:
(231)

练习:证明它构成一个群,并计算逆矩阵:
(232)

李代数元素为
(233)

而反作用为:
(234)
dgp'
= gp-1 x
dgp
x
gp
我们注意到
(235)
G d
L
是一个反对称矩阵。称之为:
(236)

由此:
(237)

令:
(238)

由此,我们可以构造反作用:
(239)
dgp'
= gp-1 x
dgp
x
gp
它将给出映射:
(240)

(240b)

(240c)

就是所需的映射:
(241)

