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对称性。
(49b)
这意味着什么?
考虑一个由四个元素组成的群(一个“离散群”)。
(50)
我可以将其写成:
(51)
相应的变换为:
(52)
显然,它能够反转x坐标、y坐标,或同时反转两者。
示意如下:
(53)
(54)
(55)
(56)
现在我们可以构造矩阵:
(57)
我们可以验证这一组矩阵确实构成一个群。
它们的行列式为:
(58)
det (
a
) = l m (cos² a + sin² a) = l m = ±1
验证其逆矩阵为:
(59)
(60)
(61)
因此:
(62)
从而得到:
(63)

SO(2)(称为特殊正交群)是O(2)(称为正交群)的一个子群,我们可以通过以下方式从矩阵
a
构造出矩阵
a
:
(64)
顺便说一句,其中许多是冗余的。例如,如果
(64b)
(65)
这意味着将 (x → -x;y → -y) 的变换等价于旋转角度 p。见下图。
(66)
我们知道矩阵:
(67)
对应于绕坐标原点O的简单旋转。
更一般的矩阵:
(68)
又意味着什么?
由:
(69)
可知,矩阵
a
对应于两个组合操作:
-
关于OX轴、OY轴或两者同时的对称操作。
-
绕坐标原点O的旋转角度a。
(70)
图中显示了这两个操作的先后顺序:
(M1 → M4)
显然,这一过程等价于关于一条通过原点O的直线的对称。
(71)
我们已经将原本来自正交群O(2)的“特殊正交群”SO(2)进行了扩展。由此发现,这个扩展后的群包含了镜面对称:即所有关于通过坐标原点O的直线的对称操作。
(72)
索引 动力学群论