第五讲——协变(店长推荐)
协变不是一个局限于物理学的名词。它代表方程在坐标变换之后的形式不变的特点(反正楼主是这么理解的,但仅仅是直觉上)。
看不明白?那就对了,楼主也看不明白。那么换一个讲法(摘自维基百科)
物理学中,洛伦兹协变性或洛伦兹共变性(Lorentz covariance)是时空的一个关键性质,出自于狭义相对论,适用于全域性的场合。
1. 一个物理量要称为洛伦兹协变性的(Lorentz covariant),则其是在洛伦兹群的表象下做变换。根据洛伦兹群的表象理论,这些量是以下述的量来建立的:标量、四维矢量、4-张量与旋量。其中特别是,一个标量(例如:时空间距)在洛伦兹变换下保持不变,而被称为一洛伦兹不变量(Lorentzinvariant)(亦即它们的变换是在平凡表象(trivialrepresentation))。
2. 一方程被称为洛伦兹协变性的,是以其可以洛伦兹协变量的形式来写出(有些混淆的地方是有些人在此处用“不变量”这个词)。这样的方程的关键性质为:若其可在一个惯性参考系下成立,则他们可在任何惯性参考系成立(这是“若一张量的所有分量在一参考系中为零,则它们在所有参考系皆会是零”这项事实的结果)。这个条件是相对性原理的一项要求,即在两个不同的惯性参考系中,所有非引力定律对于在同一时空事件的等同实验必须做出一样结果的预测。
洛伦兹群?表象?4-张量?这名词对楼主而言完全是高大上够不着,虽不明但觉厉,怎么可能有能力解释的清楚?(而且楼主还有一点怀疑,维基介绍的协变量都是张量——也就是多元多线性函数,那么非线性的量就不是协变量了么,也许楼主理解产生了歧义吧,望解答)
其实——协变什么的,最简单了。笔者写起来那真是天马行空,写意得很。
这个在狭义相对论中听上去最吓人的名词,实际上是个非常容易理解的概念。理解协变不需要高深的数学基础,只需要读者比较靠谱的物理直觉。本文一改二三四讲中从数学推导中窥探物理意义的行文风格,将从物理概念的角度切入,介绍协变的定义和物理含义,这一含义和数学中协变的意义是一致的。
话不多说,开坑
协变不是一个局限于物理学的名词。它代表方程在坐标变换之后的形式不变的特点(反正楼主是这么理解的,但仅仅是直觉上)。
看不明白?那就对了,楼主也看不明白。那么换一个讲法(摘自维基百科)
物理学中,洛伦兹协变性或洛伦兹共变性(Lorentz covariance)是时空的一个关键性质,出自于狭义相对论,适用于全域性的场合。
1. 一个物理量要称为洛伦兹协变性的(Lorentz covariant),则其是在洛伦兹群的表象下做变换。根据洛伦兹群的表象理论,这些量是以下述的量来建立的:标量、四维矢量、4-张量与旋量。其中特别是,一个标量(例如:时空间距)在洛伦兹变换下保持不变,而被称为一洛伦兹不变量(Lorentzinvariant)(亦即它们的变换是在平凡表象(trivialrepresentation))。
2. 一方程被称为洛伦兹协变性的,是以其可以洛伦兹协变量的形式来写出(有些混淆的地方是有些人在此处用“不变量”这个词)。这样的方程的关键性质为:若其可在一个惯性参考系下成立,则他们可在任何惯性参考系成立(这是“若一张量的所有分量在一参考系中为零,则它们在所有参考系皆会是零”这项事实的结果)。这个条件是相对性原理的一项要求,即在两个不同的惯性参考系中,所有非引力定律对于在同一时空事件的等同实验必须做出一样结果的预测。
洛伦兹群?表象?4-张量?这名词对楼主而言完全是高大上够不着,虽不明但觉厉,怎么可能有能力解释的清楚?(而且楼主还有一点怀疑,维基介绍的协变量都是张量——也就是多元多线性函数,那么非线性的量就不是协变量了么,也许楼主理解产生了歧义吧,望解答)
其实——协变什么的,最简单了。笔者写起来那真是天马行空,写意得很。
这个在狭义相对论中听上去最吓人的名词,实际上是个非常容易理解的概念。理解协变不需要高深的数学基础,只需要读者比较靠谱的物理直觉。本文一改二三四讲中从数学推导中窥探物理意义的行文风格,将从物理概念的角度切入,介绍协变的定义和物理含义,这一含义和数学中协变的意义是一致的。
话不多说,开坑