哈密顿力学

作为拉格朗日力学的重新表述从拉格朗日力学开始，运动方程基于广义坐标而相应的广义速度为通过延伸记号的意义，我们将拉格朗日函数写作其中带下标的变量视为所有N个该类型的变量。哈密顿力学的目标是用广义动量（也称为共轭动量）变量取代广义速度。这样一来，就可能处理特定的系统，例如量子力学的某些方面，否则其表述会更复杂。对于每个广义速度，有一个对应的共轭动量，定义为：在直角坐标系中，广义动量就是物理上的线性动量。在极坐标中，对应角速度的广义动量就是物理上的角动量。对于广义坐标的任意选取，可能不能找到共轭动量的直观解释。在依赖于坐标的表述中不太明显的一点是：不同的广义坐标实际上无非就是同一辛流形的不同坐标表示。哈密顿量是拉格朗日量的勒让德变换：若定义广义坐标的变换方程和t无关，可以证明H等于总能量E=T+V.H{\displaystyleH}的定义的每边各产生一个微分：把前面共轭动量的定义代入这个方程并合...

定义假设(M,ω)是一个辛流形。因为辛形式ω非退化，诱导了切丛TM{displaystyleTM}与余切丛T∗∗-->M{displaystyleT^{*}M}的一个线性同构以及逆从而，流形

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概念微分方程时常被用来表述物理定律。微分方程指定出，随着极小的时间、位置、或其他变数的变化，一个物理变数如何改变。总合这些极小的改变，又加上已知这变数在某一点的数值或导数值，就能求得物理变数在任何点的数值。哈密顿原理用积分方程来表述物理系统的运动。我们只需要设定系统在两个点的状态，叫做最初状态与最终状态。然后，经过求解系统作用量的平稳值，我们可以得到系统在，两个点之间，其他点的状态。不但是关于经典力学中的一个单独粒子，而且也关于经典场像电磁场与万有引力场，这表述都是正确的。更值得一提的是，现今，哈密顿原理已经延伸至量子力学与量子场论了。用变分法数学语言来表述，求解一个物理系统作用量的平稳值（通常是最小值），可以得到这系统随时间的演变（就是说，系统怎样从一个状态演变到另外一个状态）。更广义地，系统的正确演变对于任何摄动必须是平稳的。这要求导致出描述正确演变的微分方程。定义哈密顿原理阐明，一个...

传记早年生活威廉·哈密顿是莎拉·赫顿（1780年至1817年）和阿奇博尔德·哈密顿（1778年至1819年）九个孩子中的第四个，他们住在都柏林多米尼克街。三岁时，父母就将他送到都柏林城外的小镇特林。十八岁以前，哈密顿都没上过小学、中学，完全靠自修。他平常喜欢游泳与观察田间的小动物，也喜欢文学，成为数学大师后，仍不断赋诗填词。他一直认为文学与数学是近似的学科--都是抽象思维的文字与符号。他写道︰“诗与数学是近亲。”哈密顿在十九岁时经历他的初恋。他的手记中未曾留下对方的姓名，后人只知道他不断地写情诗追求那位初恋情人。可惜哈密顿能计算最困难的数学方程，却无法计算女孩的感情方向。两年后，他心仪的女孩嫁给别人。光学和动力学他首先建立了光学的数学理论，然后把这种理论移植到动力学中去。他在1834年的论文《动力学的一种普遍方法》中，提出了著名的“哈密顿最小作用原理”，即用一个变分式推出各种动力学定律。他...