如何理解群在集合上的作用?

時間 2021-06-07 18:33:32

1樓:anderson

材料1:群是G=;

材料2:集合是A=;

材料3:作用是Φ;

對於物理專業,用非數學專業語言講通俗地講:

當定義了某個作用Φ,比如是左作用;那麼G中的某個元素g作用到A的元素x上寫成g(x)=gx ,你可以把g看做f,其實就是函式f(x)乙個道理,只是f不止乙個。當G中元素不止乙個,每個g作用到集合X上都會得到乙個像,就理解成定義域是X值域Y,這裡很簡單,值域依舊是X的子集,(所以g是看做X到自身的對映)。因為群G中元素g不止乙個,比如有g1,g2...

等,所以值域也會有Y1,Y2等。

2樓:Simpler

先給定義:

Definition:Left-G-action on a set is a map: ,compatible with the group multiplication:

,and .

那麼群作用有哪些用處呢?

首先,群在向量空間上的作用就是群表示:

這個群表示誘導出群作用 ,反之亦然。

而且,群作用還可以induce出 上的向量空間 作為群代數的模

假設 ,那麼

這裡 是群代數裡的乘法, 是模里的乘法, 是群代數裡的加法,是模里的加法。

其中,由於 是線性空間,,而 的結果就可以由乙個群作用 給出。

此外,群 作用在 上,還可以自然的induce出群作用在從 到另乙個集合 的所有函式的集合 上,假設這個群作用為 ,

,大家可以自行驗證這個定義是well defined的,它和群的乘法compatible.

在場論中,比如場是時空流形 上的函式,那麼假設時空有某個對稱性 ,其在時空流形上的作用就可以被等價為對場的作用,那麼我們就可以說場存在這種對稱性。

然後是今天看到了群作用(這裡也是群表示)乙個不錯的例子,就是Heisenberg Group and a particle moving on a discrete circle.

即考慮群 作用在 上,如果我們把 中的元素都看成希爾伯特空間 的基的j話,那麼

這個空間中的任意乙個態 都可以看成是 中的元素, 現在假設這個基 就是離散化的位置算符 的本徵態, 群作用 即是取內積生成波函式操作:,且有

由於動量算符是平移的生成元,我們定義:

,可以可以證明這裡的對易關係變成了:

此外,在 下P,Q的矩陣形式為 ,

Heisenberg group正是以這兩個矩陣作為generator的群。

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