李群的伴隨表示如何理解?

時間 2021-06-01 19:26:15

1樓:Trivial

題主應該問的是伴隨表示而不是伴隨矩陣,李群的表示從幾何的角度去理解尤其的自然,在這裡安利一下。

1 李群的表示

首先我們研究李群的表示是因為李群可以變得相當的抽象,所以我們需要看李群中的元素作用到某個流形(或者就是某個空間)得到什麼結果,這種從李群的功能角度去看問題可以把抽象的李群進行簡化。首先介紹李變換群的概念: .

如果固定了元素g,我們可以得到乙個的微分同胚對映,這個微分同胚對映我們叫做李變換群. 特別的,如果作用到的流形M還是乙個線性空間V, 我們可以看出這個對映的特徵是從李群G到乙個線性變換的對映,線性變換就是矩陣,也就是說我們用矩陣表示了李群的性質,就叫做G的表示, V叫做表示空間。

2 李群的伴隨表示

所以我們要尋找乙個李群的表示,也就是要尋找乙個線性空間作為乙個表示空間。如果李群本身就是乙個矩陣群的話,當然它本身也就構成了乙個表示,叫做基本表示。但是除了基本表示,我們還能找到什麼表示呢?

你可以想到對於任意的李群有乙個現成的線性表示空間,那就是這個李群的李代數ps:李代數就是李群恒等元的切空間。

先說李群的伴隨表示的定義:

從李群G到其李代數上的乙個線性變換叫做這個李群的伴隨表示。

下面我們進行乙個簡單的說明:

給定李代數中的乙個元素A,我們可以由它通過指數對映生成李群中的乙個單參子群,(一般的書中可能會多乙個i來保證厄密性,不過這只是記號的問題)。

因為它是李群的元素,對於G,我們有乙個自同構的對映,對於李群中的任意元素g,

. 如果讓t作為引數,構成了一條在G上的另外的一條單參子群。我們求它的單位元上的向量就可以得到另外乙個李代數的元素,

第一步用到微分幾何中的一條定理(曲線像的切矢等於切矢的像), 第二步我們就是引入了記號Ad。也就是說自同構對映讓李代數A轉了一轉。

以上我們就得到了李代數上的乙個線性對映. 所以根據表示的定義Ad也就成為了李群的乙個表示,叫做伴隨表示。

關於為什麼要尋找伴隨表示,我覺得和wigner定理有點關係,wigner定理說乙個粒子對應於對稱群的乙個表示,為了在乙個對稱理論中加入更多的粒子,就要尋找更多的表示,如果尋找到了伴隨表示,就可以將一部分的粒子放在伴隨表示中,起到了乙個擴充的作用,實際上量子場論就是這麼幹的。其它的因為我量子場的基礎不好,就不多說了。

這種幾何的理解可以和其它理解中(例如使用結構常數)完美的對應,並且更加直觀和容易。所以推薦這麼理解一下。

參考資料: 梁燦彬 《微分幾何與廣義相對論》中冊附錄G

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