Принцип наименьшего действия (классическая и квантовая теория)

I) Мой первый вопрос: «Почему классические системы должны подчиняться принципу наименьшего действия?» Когда мы находим пропагатор в квантовой физике, мы обнаруживаем, что амплитуда равна сумме по всем возможным путям, взвешенным по фазе е я С / . Тогда человек приходит к выводу, что С [ д ] д должен исчезнуть, когда 0 . Поэтому я бы предположил, что классический принцип наименьшего действия — не что иное, как частный случай более общей квантово-механической формулировки интеграла по путям. Это нормально?

II) Во-вторых, если мы пройдем через вывод того, как мы придем к тому факту, что фаза, связанная с путем, равна е я С [ д ] / , начиная с первого принципа, мы замечаем, что следующие предположения играют очень важную роль:

  1. Импульсное пространство полно, т.е. | п п | "=" 1 .

  2. Система является гамильтоновой системой,

    2а. Гамильтониан не зависит исключительно от времени.

    2б. Оператор кинетической энергии имеет вид п ^ 2 / 2 м .

(Я пропустил что-нибудь еще?) Хотя многие интересные системы легко следуют этим предположениям, меня особенно интересует 2b. Как поведет себя система, нарушающая 2b, при классическом пределе (может ли вообще быть такая система, прежде всего?) или что произойдет с принципом наименьшего действия.

Итак, если (2) полностью выполняется, что происходит в большинстве случаев, то можно ли сказать, что «принцип наименьшего действия работает, потому что фазовое пространство является полным пространством»?

Классические аспекты этого вопроса (v2) обсуждаются в этом и этом сообщениях Phys.SE и ссылках в них. Полуклассические аспекты этого вопроса (v2) обсуждаются в этом и этом сообщениях Phys.SE и ссылках в них.

Ответы (1)

Нет, принцип наименьшего действия появился задолго до появления квантовой механики. Это вариационный принцип, который применительно к действию механической системы можно использовать для получения уравнений движения этой системы. Этот принцип привел к развитию лагранжевой и гамильтоновой формулировок классической механики. эта новая формулировка механики в терминах гамильтониана привела к обобщению, поэтому все остальные разделы физики пытались получить уравнения движения из адекватного гамильтониана. Фактически, большая часть современной физики перевернула это и поместила гамильтониан в центр «существования», а уравнения движения — как следствие H плюс принцип наименьшего действия. Вначале это был всего лишь прием формализации, облегчавший изучение динамики классических механических систем. Видетьвикипедия для более подробной информации.