Почему производная бесконечного порядка в лагранжевой плотности подразумевает нелокальность?

Есть домашнее задание по теории поля. В нем говорится, что отрицательный порядок производной (например, 1 2 ), дробный порядок производной (например, 2 / 3 ) и производная бесконечного порядка вообще не может встречаться в локальной теории поля.

Это легко доказать:

1 2 ф ( Икс ) "=" г 3 к 1 к 2 ф ~ ( к ) е я к Икс г 3 у 1 | Икс у | ф ( у )
Так что это нелокально.

Точно так же

2 / 3 ф ( Икс ) г 3 к к 2 / 3 ф ~ ( к ) г 3 у 1 | Икс у | 8 / 3 ф ( у )
Тоже нелокальный.

Но я не могу доказать, почему производная бесконечного порядка будет означать нелокальность? Например е 2 ф ( Икс ) должно зависеть только от количества в точке Икс . Я тоже пытаюсь спорить

н "=" 0 ( 2 ) н "=" 1 1 2
Но я думаю, что это неправда, так как
н "=" 0 ( 2 ) н ф ( Икс ) "=" г 3 к н "=" 0 к 2 н ф ~ ( к )
только когда к < 1 , вышеуказанные величины могут быть равны г 3 к 1 1 к 2 ф ~ ( к ) .

Итак, является ли всякая теория производных бесконечного порядка нелокальной или существует теория производных бесконечного порядка, которая не является локальной?

Приведите мне конкретный пример нелокальной теории производных бесконечного порядка.

Если г ( Икс , т ) является пропагатором, то для любого расстояния г > 0 должен существовать Т > 0 такой, что г ( Икс , т ) "=" 0 если | Икс | > г и т < Т .

Ответы (1)

опыт ( а )   ф ( Икс ) "=" ф ( Икс + а ) дает ф переводится как a , поскольку он суммирует свое расширение Тейлора в a около a=0 . f тогда фактически зависит от его значения в сдвинутой точке.

+1 ! вы написали знаменитый оператор сдвига Лагранжа , суть нелокальности .
Хороший пример! Но есть еще одна вещь, которую я не могу до конца понять. В принципе, любая производная порядка в одной точке должна также иметь локальную информацию в этой точке. Возможно, мы предполагаем, что функция является аналитической, так что производная бесконечного порядка имеет всю информацию о функции в аналитической области.
@ fff123123 производная конечного порядка содержит локальную информацию о «бесконечно малых» соседях, но оператор сдвига содержит опасную нелокальную информацию. Однако вы сталкиваетесь с проблемами устойчивости с общими лагранжианами, включающими производные более высокого порядка (см. теорему Остраградского).