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群和超代数:《超炫漫话》揭秘

时间:2023-10-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:群,就是具有某种共同性质的事物的全体。则称集合G 是一个群。例如,+1 和-1两个数字构成一个群。有理数群={正整数、正分数、负整数、负分数、零},因为这个群的元素满足封闭性和结合律,并且具有单位元1,不论正整数、正分数、负整数、负分数,还是零,都存在逆元,满足群的定义。SU群的一般定义为1859年清代数学家李善兰与英国数学家合译了一本书,书名叫作《代数学》。什么是超代数呢?

群和超代数:《超炫漫话》揭秘

人们常说,“物以类聚,人以群分”,“秋天到了,天气凉了,一群大雁往南飞”。什么是“群”呢?群,就是具有某种共同性质的事物的全体。黑猪,白猪,花猪,张家的猪,王家的猪,构成一个“猪群”。正整数、负整数,以及零,构成一个“整数群”。

确切地说,群的定义如下。

设有集合G={a,b,c,…}和G 上的二元运算,如果满足下列条件。

(1)封闭性。若 a,b∈ G,则c=a·b∈G,即两个任意元素的乘积仍在群之内。

(2)结合律。(a ·b)· c=a ·(b ·c),即三个群元素相乘,可先乘其中的两个。

(3)存在单位元。对G的任何元素a,有a·e=e·a,e叫作单位元。

(4)存在逆元。对G的任何元素a,总有b∈G,使得a·b=b·a=e,则称b 是a的逆元,记作 a-1。(www.xing528.com)

则称集合G 是一个群。例如,+1 和-1两个数字构成一个群。有理数群={正整数、正分数、负整数、负分数、零},因为这个群的元素满足封闭性和结合律,并且具有单位元1,不论正整数、正分数、负整数、负分数,还是零,都存在逆元,满足群的定义。

SU (2)群是行列式为1的2×2 复幺正矩阵构成的群。设2 行2 列矩阵为,a,b,c,d皆为x+iy形式的复数,所以2×2复矩阵共有8个参数。(2)US群的群元素有以下约束条件:第一,detU=1;第二,1U+U=。根据第一个约束条件,根据第二个约束条件,,可导出下述四个方程:(5)四式构成约束条件。由于(1)和(4)为复数方程,(2)和(5)是实数方程,所以共有六个实数方程。由(4)(5)两式分别得出 。代入(1),可得*=da;同理可得*-=bc。由这两个等式以及(4)式,可得(1)式。所以6个实数约束方程实乃5个。8-5=3,因此SU(2)矩阵由3个独立参数确定,一般形式可以设为而SU(2)群的一般定义

SU(3)群是行列式的值为1的3×3 复幺正矩阵构成的群。设3 行3列矩阵为

,a,b,c,d皆为x+iy 形式的复数,所以3×3复矩阵共有18 个参数。SU(3)群的一般定义为

1859年清代数学家李善兰与英国数学家合译了一本书,书名叫作《代数学》。大家学习中学代数吧,方程和代数式,有理数、无理数、实数、复数的六则运算统统是代数,是初等代数。代数是研究数字和文字的代数运算的理论和方法,或者说,是研究实数、复数以及以它们为系数的多项式代数运算的理论和方法。

什么是超代数呢?我的理解是,超代数就是超空间中的近世代数。超空间,是坐标能够以普通数字和格拉斯曼数字描述的空间。近世代数,是近现代发展起来的,研究包括向量、矩阵、张量、旋量、群、环、域、顶点算子、泊松括号等性质及其计算法则的理论和方法。将近世代数推广到维拉宿代数、洛伦兹代数、超庞加莱代数、克利福德代数、流代数等,以研究超杨-米尔斯场和超空间、超对称、超弦。超代数是一把数学利器,是当代科学技术发展的需要。正如封建时代小农经济使用锄头、镰刀,到了现代社会,使用播种机联合收割机一样,研究超弦理论,数学先行,就非用超代数不可!其中,群的使用率最高,所以我们对于“群”应该略知一二。

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