phymath01 哈密顿主函数"(Hamilton's principal function), 是 q 与 t 的函数.如果

注意是经典的质点力学,所以此问题以S=∫Ldt为定义式,与泛函什么的无关。
我现在想搞明白的是,如果我将S写成S=∫pdq-Hdt的形式,我是否可以说S是以所有正则坐标加上时间为自变量的函数?

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2楼

大丈夫,没问题~~

既然写出了H,也就是真实轨迹的运动了(满足拉格朗日方程)。。因此q和dq/dt也就不是独立的变量了。。。

顺带一提,朗道的《力学》中就是这么处理,而得出\partial S/\partial t = -H的。。

3楼

在位形空间看,作用量是q(t)的泛函;扩展到相空间,作用量是q(t)、p(t)的泛函。

4楼

S 在变分得到运动方程之前是泛函, 在其它情况则不一定是什麼函数, 视目的而定.

5楼

说来说去到底还是泛函呵。。。= =


6楼

其实问这个问题,主要是想知道如果将作用量进行全微分,总共应该有几项。
如果本身把这东西全微分就没有意义,或者说有什么别的问题,那么也就不存在这个问题了。。。


7楼

我个人认为S=∫Ldt和S=S(p,q,t)只是在轨迹为真实轨迹时的值相等。从来源上来说实际上有一些区别,S=∫Ldt是最小作用量原理里面的泛函,而S=S(p,q,t)实际上是正则变换的母函数,二者在q=q(t)及p=p(t)取真实轨迹时相等。

8楼

泛函的定义不就是向量空间到数域的映射么。。。作用量就是\int L dt,是L到数域的一个映射。。泛函是不管怎么回避不掉的。。。
不过我感觉和这个问题没什么太大关系。。。

如果是一个物体的真实轨迹的作用量(满足拉格朗日方程),那么就可以将他看成坐标和时间的函数,全微分之后会有两个大项, 一项是坐标的微分,一项是时间的微分。。

坐标的微分是S的梯度,也就是动量。对时间的偏导得到的是负的哈密顿函数。。

9楼

嗯,我有时候也在想,运动轨迹都确定了,p、q(或q,q·)还能有作为自变量的意义吗?
不过我并不打算去啃泛函分析,所以我在想可不可以无视专门的泛函分析,单把作用量这东西搞明白就行。


10楼

回复:9楼
有啊,轨迹虽然确定了。。
但是在不同的位置或者不同时间的时候S的值不一样啊。。所以S仍然是位置和时间的函数。。。

11楼

回复:10楼
问题就在这了,既然轨迹确定了,那么一个时刻就对应一个位置,所以真正的自变量未必有两个吧。。。


12楼

回复:11楼

不一定。。。假如轨迹确定了,是(0,0)到(1,1)的一条直线。。。
但是这上面完全没有时间的事情。。。物体可以花5秒钟过,也可以1秒中,可以匀速,也可以非匀速。。。时间仍然是另一个变量。。。

13楼

作用量本来就是泛函,这是它的定义...所以它只有变分的份,没有微分的份~~


14楼

这是根据需要而定的,不一定。


15楼

回复:4楼
也许PIPI老师的意思是,一旦完成变分问题的求解,就可以求出实际运动过程的作用量泛函值。不过,个人觉得那个实际作用量值作为泛函的极值(严格说是驻定值)没有任何力学价值;况且,在路径积分量子化时,涉及各种路径传播的贡献,最终有意义的还是作为泛函的作用量。

16楼

回复:13楼

话说那个变分的长相和微分的差不多。。。假如不引进泛函的概念,只是简单的看成函数的函数的话。。。其实也就差不多啦~~方便理解(不严格,大家表拍俺啊~~)

17楼

回复:16楼
你要是作为一种理解方式,当然你可以这么理解,但是如果定量计算的话,作用量只能取变分,不能算微分。变分和微分还是有很大差别的~~


18楼

变分和微分的区别我大致能理解一些。。。不过到具体的数学操作上我容易糊涂= =


19楼

回复:17楼
恩哈~了解了~~

回复:18楼

再想了下,在引进了(q一点)=dq/dt之后,确实就只剩下了一个变量了。。
不过现在就当做只有拉格朗日方程这个条件来看吧~~

20楼

回复:18楼
这个只有定量算一下才会理解,比如一个场量,它变化的时候不但自变量要变,场量本身也要变。场量的变化贡献的是变分,自变量的变化贡献的是微分~~


21楼

符号 S 在 "最小作用原理" 里叫 "作用量"(action), 是路径的泛函; 在 Hamilton-Jacobi 方程里叫 "哈密顿主函数"(Hamilton's principal function), 是 q 与 t 的函数.

22楼

哈密顿主函数。。。明白了,谢谢~


23楼

回复:21楼
嗯 两者的意义不一样~

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