辛流形

辛流形
具有某种特殊结构的微分流形,这种结构称为辛结构。

正文

M为一微分流形,又在M上具有一个二次非退化的闭外微分形式
,则称
M上的一个辛结构,又称M为具辛结构
的辛流形。微分流形的辛结构联系于向量空间的辛结构。设V是m维向量空间,在V上定义了一个反对称、非退化的双线性形式
,即
满足:①反对称性,
,对任意
成立;②非退化,若对任意
,有
,必有
,则称
为向量空间V上的一个辛结构,又称V 为具辛结构σ辛向量空间。对于具辛结构
的微分流形M,在每一点
,将
视为
上的双线性形式,即得出向量空间
上的辛结构。具辛结构的向量空间 V或具辛结构的微分流形M都必须是偶数维的。
M是微分流形,
是它的余切丛,又在
上定义一个一次微分形式α,使当
的局部坐标取为
,
的局部坐标表为
的外微分
就是
上一个二次非退化闭外形式,其局部坐标表示为
可作为
的辛结构,称它为自然辛结构。
在这种辛结构下成为一个辛流形。这是一个最常见的辛流形。可以证明,若两个微分流形MN之间有微分同胚
,由
诱导出的余切丛之间的映射
就是这两个辛流形之间保持自然辛结构的一个变换,称为典则变换。
辛结构和典则变换的概念起源于分析力学,近年来,关于辛流形及其各种子流形的性质的研究在其他数学分支中已有不少应用。例如,在近代偏微分方程理论中,往往在余切丛上对方程及其解进行分析,这时,典则变换常成为将问题化简的一种工具。辛流形的概念与方法还在物理问题的量子化中有许多应用。