群与物理学的伴随作用动量

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 该文本探讨了物理学中的群概念及其在动量空间上的余伴随作用。
  • 它展示了依赖多个参数的群如何作用于一个十维空间。
  • 动量被定义为一个包含标量、矢量和矩阵的十一个分量的物体。

群与物理的伴随作用动量

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回顾动量问题。

我们已准备好展开一次冒险,即写下简单的矩阵,构造一个依赖于若干参数的群,并使其作用于一个具有特定维度的空间(此处为十维)。接着,像牛耕田一样(“boustrophedon”意为牛耕田,即来回耕作),我们计算了该群在自身动量空间上的著名“伴随作用”,并定义了该空间,其属性、分量,以及伴随作用如何作用于这些分量,我们试图为这些内容赋予某种“意义”和“物理解释”。

让我们暂时回顾一下走过的道路,重新审视一个看似形式上更复杂的群:

(168)

方程 168

方程 168

它给出了如下伴随作用:

(169)

方程 169

这一作用立刻显现了该“点状物体”或“质点”的各分量:

(170)
JB = { E , m , p , f , l } JB = { E , m , px , py , pz , fx , fy , fz , lx , ly , lz }

无论如何,我们从一开始就知道,这个神秘的动量必须由十一个标量组成,因为其数量应等于群的维度,而该维度恰好也是十一个。再看巴格曼群的矩阵元素:

(171)

a 是一个“正交矩阵”,即“旋转矩阵”或“与三维空间旋转相关”的矩阵。我们曾在二维情况下明确写出过它。那时,该矩阵仅依赖于一个参数——旋转角 a。

在三维中,它将依赖于三个参数,即欧拉角:
a b g

速度矢量 v 提供了三个额外参数:
vx vy vz

空间平移 c 引入了另外三个参数:
Dx Dy Dz

时间平移则增加一个参数:e = Dt

总计:十项。

再添加一个神秘的第十一个参数:f,与量子世界相关。不错……

总计:十一个。因此,这是一个具有十一个分量的动量,我可将其写成如下形式:

(172)

JB = { J1 , J2 , J3 , J4, J5 , J6 , J7 , J8 , J9 , J10 }

通过全面计算,我发现了这些动量分量之间的联系,它们如何相互关联、组合成:

  • 标量(E 和 m)
  • 矢量(pf
  • 矩阵:l

这就像我说:一个人有一个头,两条手臂,两条腿。但他是如何移动的?这些“组件”之间是如何“连接”的?

随后,伴随作用进一步明确了群如何作用于这些动量元素:

(173)

在该表中,我们立刻注意到,在这个著名的动量中,存在一个分量 m(我们本可保留其初始的任意名称:J2),它是一个简单的标量,不受该群作用的影响。

于是我们想到,这种性质正好符合我们对非相对论世界中“质量”m 的理解。

这些动量公式为我们提供了所谓“属性”或“动量分量”的数值,这些分量与“质点”相关:我们追踪物质在各种状态下的表现:当它被旋转(a)、空间平移(c)、时间平移(e)、具有速度 v,以及以神秘量 f 在同样神秘的第五维 z 方向上移动时——我们被告知“这一切都与量子有关”。

好吧……

动量通过伴随作用发生变换。它从一个“状态”:

(174)

方程 174

转变为另一个“状态”:

(175)

方程 175

那么,为何不考虑一种“基本状态”,即:

(176) JB = { 0 , 0 , 0 , 0 , 0 } = { 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0, 0 }

并认为伴随作用将由此产生我能够识别的属性?

但我意识到,至少必须包含质量 m,因为伴随作用不会改变它。如果我将其设为零,它将保持为零。因此,我必须从基本对象出发:

(177)
JB = { 0 , m , 0 , 0 , 0 } = { 0 , m , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 }

这个对象“没有能量”。是群的作用赋予了它能量。同样,它也获得了动量、平移和转动。

一种“动能”:

(178)

一种“动量”(物理学家会说“动量”或“运动量”):

(179) m v

一种“转动”,类似“自旋角动量”,仿佛我们的质点可以自身旋转(这在小金属球体中是可能的,质量为 m,小到可视为点状物体):

(180)

仍然存在一个对物理学家极为困惑的物体——“平移”。当 E 作用于我的质点时,我赋予它一个“平移属性”,而它原本并无此属性,其分量为:

(181)

群矩阵的所有分量均被视为独立量。这是“最一般的变换”。

最终,当对一个人施加作用时,他可能被“移动”并“处于各种状态”。

在这里,这代表最一般的变换:我们的质点可能:

  • 被旋转:a
  • 被空间平移:c
  • 被时间平移:e
  • 具有速度:v
  • 以神秘量 f 在同样神秘的 z 空间中移动。

即:

  • 在距离 c 处被观察
  • 由一个具有速度 v 的观察者观察
  • 从角度 a 观察
  • 根据一个在 e = Dt 之前或之后拍摄的电影记录
  • 从一个“第五视角”空间 z 出发,观察者神秘地“平移了 z”

所有这些都被认为“等价于同一事物”。