在哈密頓力學裏,因為哈密頓方程式對於廣義坐標 與廣義動量 的運算在正負號上並不對稱,必須用兩個方程式來表示:
- ,
- ;
這裏, 是哈密頓量。
辛標記提供了一種既簡單,又有效率的標記方法來展示方程式及數學運算。辛標記的英文名 「Symplectic notation」 最先是德國著名數學家赫尔曼·外尔提出的[1]。 Symplectic 這字原來在希臘文是糾纏或編結的意思;用在這裏主要是形容廣義坐標和廣義動量互相編結在一起的情況。
設定一個 的豎矩陣 :
- ;
此矩陣上半段是廣義坐標、下半段是廣義動量、 代表轉置運算。我們也可以將 視為一個向量。
定義辛矩陣 為一個斜對稱的 方塊矩陣:
- ;
這裏, 是由 4 個 零矩陣與單位矩陣組成。
這樣,哈密頓方程式可以簡易的表示為
- 。
正則變換
正則變換是一種正則坐標的改變,而同時維持哈密頓方程式的形式,雖然哈密頓量可能會改變。所以,使用正則變換,正則坐標會從舊正則坐標 改變成新正則坐標 , ;哈密頓量也從舊的哈密頓量 改變成新的哈密頓量 , ;但是,哈密頓方程式的形式仍舊維持不變:
- 。
帕松括號
在相空间中,用正則座標 ,两个函数 的泊松括號記作:
- 。
用辛標記,
- 。
參閱
參考文獻
- ^ Goldstein, Herbert. Classical Mechanics 3rd. United States of America: Addison Wesley. 1980: pp. 343. ISBN 0201657023 (英语).