泛函delta函式的積分表示是怎麼來的?

時間 2021-06-07 23:37:41

1樓:自學生

1對水面平面和球形曲面自然時間存在模型:證明了地面面積方格統一標準(1千公尺*1千公尺=1百萬方格平方公里)等於是無盡細分和放大時間變化積分模型。

2樓:Yuchen Wang

乙個直觀但不太嚴格的想法是,將這個看作「無窮維Fourier變換」。首先物理學家在幼兒園的時候就知道:

我們對它稍稍做個變形:

那如果嘗試將n取到無窮大, 就會變成 ,而 就會變成 。在 中,x就扮演了之前用來指示變數序號的i的位置。同樣,由於指數上要對i求和,在這個連續極限下就成為積分 。

於是上面這個式子就變為:

根據泛函積分的定義,這個也就是:

積分上的指數就是這麼來的。

3樓:YorkYoung

泛函積分對物理學家來說是個常用手段,也能又方便又好理解地推出很多場論結論,從我個人的學習體驗來說,正則量子化的體驗可以說是相當凌亂,充滿了各種人為而不自然的規定,而路徑積分量子化的一切看起來都是那麼自然。

但是對數學家來說,泛函積分簡直就是物理學家的群魔亂舞,其中充滿了各種缺乏良好定義,完全是通過模擬得出的無理結論,相對來說正則量子化除了零點能和重整化這些發散外,都可以被所謂「運算元值分布」解釋得很好,而所有的發散似乎都可以歸因於分布無法相乘通常只能做卷積(就算卷積都得要求其中乙個有緊支集)這一根源。

這裡乙個最大的問題在於 到底是什麼鬼?對數學家來說,無窮維是無法容忍乙個勒貝格測度的,因為勒貝格測度滿足齊次性 。

也就是說我們把乙個 維集合擴大 倍,它的體積應該變為原來的 倍,如果把 趨於無窮,那麼任何乙個體積為1的物體無論擴大多少,體積都會變為無窮,無論縮小多少,體積都會變為0。

我們又知道乙個可數維的空間中,乙個單位正方體起碼可以分成可數個邊長為 的正方體,而後者體積為0,這就和測度定義的可數可加性矛盾了。

我所知道的嚴格的泛函積分都必須借助於概率測度,通常都是高斯型的概率,著名的維納測度就是這麼乙個例子,但是高斯型測度也有個毛病,它的協方差運算元(物理上就是格林函式,微分運算元的逆)一定是非負的跡運算元,從而是緊的,很多運算元都達不到這個要求,物理上必須用到的微分運算元的逆別說緊了有界都辦不到。(維納測度的協方差是一維閉區間的二階微分運算元的逆,所幸是可求跡的,但是高維情況和無界區域都不行了)

所以我認為乙個務實的做法是,認為所有的泛函積分都是高維積分的一種近似,一切計算都必須還原到高維情況,最後求極限,在題主的做法中,他將解釋為了:

(這裡有個很有意思的小問題,我們通常都是預設等距格點化,會不會不同格點化的方式算出來的結果也會千差萬別呢?這可能是數學家們希望泛函積分嚴格化的原因。)

其實也是可以解釋成:

這樣就不會有發散了,這種現象也是常有的,我們做克萊因-高登場的量子化時取的就是

這個 可以抵掉複數高斯積分輻角部分產生的 ,不然 無窮多個 就會帶來發散。到了狄拉克場,就沒這回事了,因為所謂Grassmann數的積分並不是通常的多重積分(勒貝格積分),而是外代數的內乘,這就沒什麼事了。

從重整化的角度來說一切非零常數都是可以吸收的,即使它是無窮大,因為我們必須先格點化,這個時候任何常數都是有限的,只是隨著格點加密這些常數才會發散,我們要做的工作就是從這些發散的序列中找出有用的東西,從這個角度來看,在場論中無窮大的常數和1就是一回事。

所以 是平庸的,所以有4膠子頂點的QCD一圈圖可以不算。

當然這種湊合是我們無能的表現,我希望未來的數學家能夠想出乙個好的辦法,讓泛函積分變得更加自然,在這之前,我們只能展示接受連續場論是好的近似而已。

4樓:Jackie Lee

學量子力學的時候看到過這個式子,既然有理論物理的標籤,題主想必也是在這方面接觸到的該問題吧。本科的時候確實不太理解,研究生學了泛函分析、傅利葉變換,總算是搞懂了。這個式子

表示的是傅利葉變換,不能literal地理解成積分(因為 ,右端項不是絕對收斂的,勒貝格不可積),而是某個函式空間 上的變換。想要徹底搞懂這個推薦一本書,Zemanian,Distribution Theory and Transformation Analysis。不過題主只是學量子力學的話,沒必要搞這麼清楚,記住結論就行了。

物理影象更加重要, 物理上表示波矢為k的平面波,根據德布羅意關係具有動量 。這裡這個對dk的積分,表示的就是不同波矢(動量)的平面波的疊加。等號右端項表示所有波矢的平面波的疊加,動量完全不確定,而左端項表示具有完全確定的位置x,正好體現了不確定性原理。

5樓:abada張巨集兵

右上角公式中kx是二元函式,函式是數到數的對映,即輸入乙個數k和乙個數x,會輸出乙個數kx,也就是說,自變數是數,函式值也是數。

現在改為泛函,自變數是函式β(k)和f(x),但是還是要輸出乙個數。定積分就是幹這個的。 輸入乙個被積函式,輸出乙個積分值。

相當於每給一條曲線,都可以得到乙個它圍成的曲邊梯形的面積值。這是典型的、最常見一種泛函:積分泛函。

對積分泛函再積分,叫泛函積分。積分泛函,泛函積分,是兩個概念。

如上圖,把連續函式的自變數做無窮小分割後,變成離散的每個函式值,即x1, x2, x3 ...等等各處函式的高度f(x_n),每個f(x_n)都可以做成乙個向量(箭頭),再使它們正交,再按向量合成法則合成為無窮維空間的向量。乙個無窮維空間中的位矢,與一條函式曲線,就有了一一對應的關係。

泛函的自變數可形成無窮維空間中的一張曲面(超曲面)。泛函積分就是這條無窮維空間中的曲面圍成的某種體積。

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