هندسه سیمپلکتیک
هندسه سیمپلکتیک (به انگلیسی: Symplectic Geometry) شاخهای از هندسه دیفرانسیل و توپولوژی دیفرانسیل است که به مطالعه منیفلدهای سیمپلکتیک میپردازد؛ یعنی، منیفلدهای دیفرانسیلپذیری که مجهز به ۲-فرمیهای بسته ناتباهیده باشند. منشأ هندسه سیمپلکتیک در فرمولبندی همیلتونی مکانیک کلاسیک میباشد، در آنجا فضای فازی سیستمهای کلاسیک خاصی، روی ساختار یک منیفلد سیمپلکتیک اختیار میشود.[۱]
معرفی انتگرالگیری
یک هندسه سیمپلکتیک بر روی فضای هموار زوج-بعدی یک منیفلد دیفرانسیل تعریف میشود که در این فضا، یک شیء هندسی، یعنی همان فرم سیمپلکتیک ای تعریف میشود که امکان اندازهگیری اندازه اشیاء دو بعدی را در این فضا فراهم میآورد. این فرم سیمپلکتیک در هندسه سیمپلکتیک نقشی مشابه با تنسور متریک در هندسه ریمانی بازی میکند. با این تفاوت که تنسور متریک طول و زوایا را اندازهگیری میکند، در حالی که فرم سیمپلکتیک به اندازهگیری مساحتهای جهت دار میپردازد.[۲]
هندسه سیمپلکتیک از مطالعه مکانیک کلاسیک ظهور پیدا میکند، مثالی از ساختار سیمپلکتیک، حرکت یک شیء در مسیر یک بعدیست. برای مشخص کردن مسیر حرکت یک شیء، نیاز است که هم موقعیت آن شیء مشخص باشد هم گشتاور آن، در نتیجه نقطه در صفحه اقلیدسی شکل میگیرد. در این حالت، فرم سیمپلکتیک به صورت زیر خواهد بود:
که یک فرم مساحت است که از طریق انتگرالگیری به اندازهگیری مساحت ناحیه در صفحه میپردازد:
این ناحیه مهم است، چون با عبور سیستمهای دینامیکی محافظهکار در زمان پیش روند، این مساحت تغییر نکرده، لذا یک پایای مهم برای آن سیستم خواهد بود.[۲]
هندسههای سیمپلکتیک ابعاد بالاتر نیز بهطور مشابه تعریف میشوند. یک هندسه سیمپلکتیک 2n-بعدی به صورت زوج جهتهای زیر:
در یک منیفلد 2n-بعدی به همراه فرم سیمپلکتیک زیر تعریف میشود:
این فرم سیمپلکتیک یک ناحیه 2n-بعدی در فضا تشکیل میدهد. این ناحیه به صورت جمع نواحی تصویرهای روی هر صفحه حاصل از جفت جهتها میباشد:[۲]
یادداشتها
- ↑ Hartnett, Kevin (February 9, 2017). "A Fight to Fix Geometry's Foundations". Quanta Magazine.
- 1 2 3 McDuff, Dusa (2010), "What is Symplectic Geometry?" (PDF), in Hobbs, Catherine; Paycha, Sylvie (eds.), European Women in Mathematics – Proceedings of the 13th General Meeting, World Scientific, pp. 33–51, ISBN 9789814277686, archived from the original (PDF) on 6 October 2014, retrieved 5 October 2014
منابع
- Abraham, Ralph; Marsden, Jerrold E. (1978). Foundations of Mechanics. London: Benjamin-Cummings. ISBN 978-0-8053-0102-1.
- McDuff, Dusa; Salamon, D. (1998). Introduction to Symplectic Topology. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850451-1.
- Fomenko, A. T. (1995). Symplectic Geometry (2nd ed.). Gordon and Breach. ISBN 978-2-88124-901-3. (An undergraduate level introduction.)
- de Gosson, Maurice A. (2006). Symplectic Geometry and Quantum Mechanics. Basel: Birkhäuser Verlag. ISBN 978-3-7643-7574-4.
- Weinstein, Alan (1981). "Symplectic Geometry" (PDF). Bulletin of the American Mathematical Society. 5 (1): 1–13. doi:10.1090/s0273-0979-1981-14911-9.
- Weyl, Hermann (1939). The Classical Groups. Their Invariants and Representations. Reprinted by Princeton University Press (1997). شابک ۰−۶۹۱−۰۵۷۵۶−۷. MR0000255.
- مشارکتکنندگان ویکیپدیا. «Symplectic Geometry». در دانشنامهٔ ویکیپدیای انگلیسی، بازبینیشده در ۱۶ می ۲۰۱۹.