积分流形就好比是好比是原函数,而已知的那组切空间的子基就好比是导数

来源: marketreflections 2010-11-19 08:15:50 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (11713 bytes)
积分流形就好比是好比是原函数,而已知的那组切空间的子基就好比是导数
既然已知函数的导数,未必积得出原来的函数
另一方面看,流形上曲线的方向导数不正好是切空间中的向量么
那么任意给一组切空间的子基,就未必有原来流形的子流行与其对应

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2009-11-27 10:45:16 来自: 夜永月孤(片云心共远,永夜月同孤)
各位达人,比方说非线性薛定鄂方程,KDV方程可解,在数学上也可积…那么可积在物理里有什么意思?
. 2009-11-27 11:28:39 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 当然,可积性有很多种定义,我不强调某些特定可积性,望前辈们就各种可积性说说系统可积的物理上的意义…
> 删除 . 2009-11-27 16:52:15 [已註銷] 可積性本身是一個數學概念,並非物理概念。一個系統是否可積,只表明求解的難度。
可積性其實是依賴於測度的,也就是說,未來若測度論獲得重大的本質上的突破,如今看來不可積的問題,將來未必不能精確求解。
> 删除 . 2009-11-27 17:02:48 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 可积确实是数学概念…但是…可积未必就是说可精确求解的概念吧,有很多种可积概念,比如说哈密顿可积,刘维尔可积,如果可精确求解就是可积那么这么多可积性都可以定义为一种…其实我就是想问可积难道真的就是可求精确解吗?谢谢无欲…
> 删除 . 2009-11-27 17:11:48 [已註銷] 不同的可積性,只是表達了基於不同測度的不同標準而已。
> 删除 . 2009-11-27 18:13:46 eulen (好吧我承認哥是個重*口味怪蜀黍) LZ大概指的是微分系统的可积性吧~~~~~
我当初看Frobenius theorem的时候也纳闷~~~
这个条件和函数可积性有甚关系啊~~~~
后来想想,大概这个“可积”并不是源于测度论里那个“可积”
而是类比于微积分里那种“积不出”或者“积得出”

积分流形就好比是好比是原函数,而已知的那组切空间的子基就好比是导数
既然已知函数的导数,未必积得出原来的函数
另一方面看,流形上曲线的方向导数不正好是切空间中的向量么
那么任意给一组切空间的子基,就未必有原来流形的子流行与其对应

当然这只是我自己的感觉,这个类比未必恰当
以前我查了一些资料,没见到有单独对这个术语的解释。。。

如果你学过一点流形论,你可以参考一下维基百科关于Integrability conditions for differential systems的页面。
http://en.wikipedia.org/wiki/Integral_manifold
> 删除 .2009-11-27 18:46:25 [已注销] 微分几何对这个问题有细致的说法,比较现代的是把可积性从函数扩展到流形上的m维分布, 而m维分布实质上作为一个流形上切空间的子空间场,联系着一个嵌入积分子流形,可积性也就是流形上的m维子空间场的可积性,演变成是否存在一个对应的积分子流形。 Frobenius定理不同情况的不同的表述方式,提供了这个m维分布可积性充要条件。
> 删除 .2009-11-27 18:54:26 [已注销] 难道到这个问题可以回归到测度?
> 删除 . 2009-11-27 19:19:58 eulen (好吧我承認哥是個重*口味怪蜀黍) 2009-11-27 18:54:26 x7x7★SUSY (我是玉皇大天尊玄灵高上帝的小弟) 难道到这个问题可以回归到测度?
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我觉得不至于吧,毕竟一般微分几何是假定流形光滑映射光滑,能光滑的都光滑了
至少也是Cr的,还不至于扯上那种性质不好的集合吧~

关于利用的测度的可积和不可积问题,都是牵扯到和诡异的函数诶
而积分流行存在不存在都是在光滑流形上讨论的,要积分的话都是黎曼可积的啦

除非在几何测度论里,才会扯到性质不好的映射~~~

> 删除 . 2009-11-27 19:20:15 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 是我的问题,没有阐述清楚,我想问的非线性系统的可积,笼统的说,一个动力系统,常微也好偏微也好,在现有意义下可积,意味着什么?

线性系统在一般可积意义下是可积的,但是,非线性系统,可能就不可积,不可积也就是说具有耗散结构,会产生混沌,但是混沌并不是随即,混沌是确定性的,于是会有有很多性质。

那么,非线性系统不可积,到底是怎么样一回事?

我问的不好~~~
> 删除 . 2009-11-27 19:25:01 eulen (好吧我承認哥是個重*口味怪蜀黍) 不好意思了,我是半个物理盲,说叉了~~~~
> 删除 . 2009-11-27 19:27:09 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 2009-11-27 18:46:25
x7x7★SUSY (我是玉皇大天尊玄灵高上帝的小弟)
微分几何对这个问题有细致的说法,比较现代的是把可积性从函数扩展到流形上的m维分布, 而m维分布实质上作为一个流形上切空间的子空间场,联系着一个嵌入积分子流形,可积性也就是流形上的m维子空间场的可积性,演变成是否存在一个对应的积分子流形。 Frobenius定理不同情况的不同的表述方式,提供了这个m维分布可积性充要条件。


2009-11-27 18:13:46 eulen (宅可夫斯基 怪蜀黍和MADAO合体)
LZ大概指的是微分系统的可积性吧~~~~~
我当初看Frobenius theorem的时候也纳闷~~~
这个条件和函数可积性有甚关系啊~~~~
后来想想,大概这个“可积”并不是源于测度论里那个“可积”
而是类比于微积分里那种“积不出”或者“积得出”

积分流形就好比是好比是原函数,而已知的那组切空间的子基就好比是导数
既然已知函数的导数,未必积得出原来的函数
另一方面看,流形上曲线的方向导数不正好是切空间中的向量么
那么任意给一组切空间的子基,就未必有原来流形的子流行与其对应

x7x7★SUSY 君和 eulen 君都很有几何功底,很是钦佩,你说的我会好好研究研究,那可否给个代数结构上的说明?
> 删除 . 2009-11-27 19:32:07 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) eulen君过谦了,楼上除了被“夜永月孤”这个符号标记的都是高人啊!
> 删除 . 2009-11-27 23:16:17 eulen (好吧我承認哥是個重*口味怪蜀黍) 代数结构?你指Lie群?就Frobenius定理而言没嘛关系吧…

非线性系统不可积差不多就是没有解的意思或者是没有唯一解吧…

要是没有解,那就没准真要求助于测度论了…要是没有唯一解就是分歧理论了吧

貌似是这样~
> 删除 . 2009-11-27 23:38:30 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 哦,这样吧,请恕我罗嗦与迂回,那我还想请教下,从分析的角度来看可积性又如何?难不成要说到KAM?
> 删除 . 2009-11-27 23:45:24 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 我很奇怪,为什么我跑到物理这来问典型的数学上的问题?
> 删除 .2009-11-28 00:39:20 [已注销] 因为物理组已经实现兼并数学组的功能, 实际上, 已经有兼并豆瓣所有自然科学类小组的趋势, 这个状态是一种历史的回归, 仿佛时空逆转, 把我们带到Geolile以前那个学科还不怎么分化的时代。
> 删除 . 2009-11-28 12:39:06 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 你的意思我明白,其实我想表达的是,因为在数学小组可能很少人会回答~~~~~~
> 删除 . 2009-11-28 13:54:59 [已註銷] 其實同樣的帖子,我就寧願在這裡回,因為那個數學組感覺上有點說不清楚的味道。

解的存在惟一,與可積完全是兩碼事。存在惟一是18世紀就有的問題,難度低多了。可積則基本上到了20世紀才正式被關注。若不存在或不惟一,也沒必要討論什麼可積了。
從分析來看,可積的問題最終必歸於測度。所謂「病態」集,在非線性問題中未必不存在,實際上,欲精確求解一般的非線性問題,甚至會遇到比「病態」集更難搞的。
不清楚KAM理論是否已推廣到所有與物理學有關的非線性問題。
> 删除 . 2009-11-28 14:06:01 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 所谓病态集,分形算不算?

解的存在唯一确实跟可积不是一回事,也没有说是一回事,只是,可积的是解存在唯一的,反过来就不知道,按照庞加莱的观点,可积即是存在一个单值的解函数,对于非线性系统,出现奇点就会导致在奇点领域内不单值,所以可积性就难以解决。

KAM定理是研究近可积系统的,类似于研究平面二次系统极限环问题,加扰动后,会有多少极限环,它们相对位置如何?只不过KAM对于高维的就难以讨论有多少个不变换面,也不好讨论不变环面的相对位置。我觉得要从分析的角度来看,测度的角度看不一定最好。
> 删除 . 2009-11-28 14:56:37 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 先谢过诸位好汉了~~~
> 删除 . 2009-11-28 16:31:53 [已註銷] sorry,前面提及解的存在惟一,是回eulen童鞋。
> 删除 . 2009-11-28 18:40:10 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 怎么就没有人来讲Kam啦?



> 删除 . 2009-11-28 20:24:00 eulen (好吧我承認哥是個重*口味怪蜀黍) 2009-11-28 16:31:53 無慾 sorry,前面提及解的存在惟一,是回eulen童鞋。
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哦,我的意思是不可积,也有可能是分歧问题,也可能回到测度上讨论。
毕竟分歧理论也挺重要的嘞
如果是可积的,解都存在唯一了,问题也差不多基本解决了

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2009-11-28 18:40:10 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 怎么就没有人来讲Kam啦?
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KAM了解不甚详细,我就不献丑了~~~
而且仅凭这样讨论还不如去看看综述文献来的透彻吧。
> 删除 . 2009-11-28 21:22:05 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 上的讨论班就有师兄在讲Kam与偏微分方程,但是我觉得应该了解下高手们如何看待Kam这一套,这各是查文献查不到的啊~~~~不过还是谢谢eulen君~~~~
> 删除 . 2009-11-28 21:36:31 [已註銷] 2009-11-28 20:24:00 eulen (宅可夫斯基 怪蜀黍和MADAO合体) 2009-11-28

哦,我的意思是不可积,也有可能是分歧问题,也可能回到测度上讨论。
毕竟分歧理论也挺重要的嘞
如果是可积的,解都存在唯一了,问题也差不多基本解决了
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君差矣。
分岔,這個概念表達的是邊值變動帶來的非線性系統的定性性質的突變,但邊值確定時,若該系統是現實物理系統,其解仍然必須是存在且惟一的。對於現實物理系統來說,解的存在惟一是邏輯要求。
> 删除 . 2009-11-28 21:56:21 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 弱弱的问下,突变或者分歧理论,仍然是牛顿确定论的吧?
> 删除 . 2009-11-29 14:01:23 eulen (好吧我承認哥是個重*口味怪蜀黍) 呵…我意思是“数学上”基本结束了…
在初值特别的地方还是会产生分歧的,有的初边值问题未必给了初边值解就唯一确定的…但改变把初值的时间向后推移一点一般就可以避免了…
物理世界大概是像无欲童鞋说的要求存在唯一很自然…那是因为要是遇到分歧点完全可以过一段时间再观测,就可以避免分歧了…
但数学的思路是找到分歧点之后所有可能的解吧…毕竟数学有时更自由些…未必需要物理意义…
而且没准以后哪天就有意义了,呵呵
> 删除 . 2009-11-29 14:49:18 [已註銷] to 夜永月孤:
方程本身不涉及是否決定論的問題。經典物理也有非線性問題,經典QM卻是線性的。

to eulen:
時間本身就是一個邊值條件。
> 删除 . 2009-11-29 23:03:42 eulen (好吧我承認哥是個重*口味怪蜀黍) 时间当然是一个边值呃…
只是某些时间点做边值,之后数学上的可能性并不唯一呃…
实际咋样数学就没治了…只有往后观测,再给一组边值,才能知道到世界底是啥样的呃…
> 删除 . 2009-11-30 00:03:30 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 一个系统不可积是不是一定会有混沌现象?

好像只有不可积的才谈奇异吸引子的啊~~~~

如过这样,那么时间作为边值也不好衡量一个系统啊~~~~
> 删除 . 2009-11-30 18:46:19 [已註銷] 不可積未必就意味著混沌的存在。目前得到普遍接受的混沌定義應該還是Li-Yorke的「週期3」,這是一個比不可積更強的定義,不可積未必就有週期3點。這是符號動力系統的定義,作為物理問題,利用拓撲共軛,就轉換成Smale馬蹄變換或橫截同宿點的存在性問題。具體搞下去,就不得不使用微擾法了。
> 删除 . 2009-11-30 19:01:49 [已註銷] 我們有一個嚴格的定義,卻只能用近似計算來判定,好悲涼啊。
> 删除 . 2009-11-30 19:56:38 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 我自己歪了自己的楼,谢谢无欲君的讲解,我的意思是说对于非线性不可积的系统,可能是个耗然散系统,那就有可能会有混沌,不可积是不一定有混沌,至于混沌的定义,周期三蕴涵混沌是比较普及了,但是那个从提出来的时候就一般是说集散动力系统,当然可以找庞加莱映射来应用到连续系统,此为其一,其二,我觉得混沌的李定义可能不比不可积的条件强啊…定义是说两个上下极限不同,从动力学角度说就是两条轨道既会无限次分离,又无限次接近,但是不可积是说,至少在庞加莱这里,是说其解函数是个单值的,比较下,单值和两个值既无限接近又无限分离,哪个强?不好说啊…
> 删除 . 2009-11-30 20:22:29 夜永月孤 (片云心共远,永夜月同孤) 当然了,不好说的原因应该是目前为止可积性的定义,和,混沌的定义,不明确,所以混淆视听,当然,可积,没有混沌要求高…我上面只是就特定的可积与特定的混沌定义的想法…大的方面肯定是混沌条件强…
> 删除 .
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