众所周知。
对于一个经典的由n个质点所构成的力学系统,它的广义坐标可定义为qii=1,2,……,n。
其中n=3n为广义坐标空间的维数。
这时候呢。
系统的拉氏函数定义为:
l=lqi,q˙i……,这道公式标注为1。
而对于场Ψ,则它的拉氏密度函数l可定义为:
l=lΨ,αμΨ……标注为2。
且拉氏密度函l是一个标量,其中场Ψ可以是一个标量、旋量、矢量或张量。
因此在弯曲时空中,一般物质场引力场除外的拉氏密度应该可以写成:
l=lΨ,▽μΨ……标注为3。
对于微观系统,一般还不需要考虑引力,所以估且只关心2式。
由2式得场的拉氏函数为:
l=∫lΨ,αμΨd3x
=∫lΨ,▽Ψ,1cαtΨd3x
=∫lΨ,1cΨ˙d3x……把它标注为4。
没错。
看到这里。
想必很多同学已经看明白了。
这个公式的意思很清晰:
可以理解成把空间分割成一个个的容积为dv的小方盒,其中编号为i小方盒中场的平均值为Ψi,并令qi=Ψidv。
则4式可以写成形如1式的形式:
l=lqi,q˙i。
如此一来。
场量Ψ的物理意义才相当于1式中的广义坐标,也就是构筑出了一个系统,才能正式进行后续演算。
依旧非常简单,也非常好理解。
唰唰唰——
这次徐云的推导过程没有依靠计算机,而是用手写进行着运算。
毕竟很多时候比起键盘,手写更容易状态。
更何况狄利克雷虽然在数学史上的排名只有20名出头,但他的计算能力却可以前十:
在当初的冥王星之夜中,狄利克雷负责的就是银经偏差值计算。为啥昨天还有人说徐云没见过狄利克雷呢……脑袋伸过来我给你个buff
因此此时此刻。
徐云可谓是真正的下笔如有“神”。
“qi相对应的正则动量是pi=αlαq˙i……于是可定义正则动量密度为πr,t=αlααtΨ……”
“所以系统的哈密顿量为h=∫πr,tαtΨ-ld3x……”
“将‘冥王星’微粒看做类似于质点的情形,对于场,其算符则有以下基本对易关系,[π^r,t,φ^r′,t]=-ihδ3r-r′……以及[π^r,t,π^r′,t]=[φ^r,t,φ^r′,t]=0……”
“因此其自由实标量场φ的拉氏密度函数为l=-12ημναμφανφ-12m^2c^2h^2φ^2=12c^2αtφ^2-12▽φ^2-12m^2c2h^2φ^2……”
一行行的公式被徐云写下。
他对面的周绍平也没闲着,主动做起了自旋角动量算符及其对易关系与泡利矩阵的工作。
“[s^i,s^j]=ieij ks^k……”
“令{s^+=s^x+is^ys^-=s^x-is^y……”
“则得:[s^+,s^-]=s^x+is^ys^x-is^y-s^x-is^ys^x+is^y=is^ys^x-s^xs^y+is^ys^x-s^xs^y=2i[s^y,s^x]=2i-is^z=2s^z……”
指尖与演算纸的接触声,在此时意外的有些动听,像是在演奏着特殊旋律的交响乐。
在此前决定分开计算后。
大卫·格罗斯、波利亚科夫、尼玛、希格斯、特胡夫特等人也都召开助理和帮手,组起了一个演算小组。
每个小组最少由两人组成,多的有三