Я просто хочу убедиться, что ясно думаю о канонических координатах и преобразованиях в гамильтоновой механике.
Предположим, у нас есть гамильтонова система - где фазовое пространство ( , хотя не обязательно является кокасательным расслоением глобально), - симплектическая структура (невырожденная, замкнутая 2-форма), и это функция на служит гамильтонианом. Теперь предположим, что у нас есть две перекрывающиеся карты координат. и , для некоторых открытых . Преобразование координат является симплектоморфизмом, так как это просто тождественная карта, выраженная в разных координатах: точнее, тривиально удовлетворяет . Но мы не назвали бы такое преобразование координат каноническим, если бы и были ли обе канонические координаты (или диаграммы Дарбу) для начала, верно? Например, один определяющий критерий канонических преобразований, часто приводимый в текстах по физике, состоит в том, что матрица Якоби преобразования является симплектической матрицей... так называемое симплектическое условие. Здесь, является симплектической матрицей, только если оба и — канонические координаты. Итак, можем ли мы заключить, что не все симплектоморфизмы являются каноническими преобразованиями?
Симплектоморфизмы — это одно возможное определение канонических преобразований (КТ), использованное, например, В.И. Арнольдом, ср. например, этот пост Phys.SE.
Теперь, чтобы быть более точным: симплектоморфизмы на -мерное симплектическое многообразие бывают разных версий:
с явной зависимостью от времени или без нее. (В этом ответе Phys.SE для простоты мы обсуждаем только случай без явной временной зависимости.)
локально по сравнению с глобально определенным.
активное и пассивное изображение.
I) В математике активный глобальный симплектоморфизм — это отображение такой, что . Такая карта явно не зависит от систем координат.
Однако из-за теоремы Дарбу мы можем (и будем для простоты) выбирать атлас
В координатах Дарбу
Позволять
Симплектоморфизм затем удовлетворяет
II) В отличие от физики, симплектоморфизм часто формулируется как пассивное преобразование координат из (подмножества) к (подмножеству) , такой, что
Это последнее понятие зависит от координат.
III) Кажется, что примеры ОП объединяют два случая I и II.
--
Имейте в виду, что в литературе встречается несколько неэквивалентных определений КТ, ср. например, этот пост Phys.SE.
Qмеханик
Космас Захос