李代數

冪零李代數

有些李代數幾乎是阿貝爾的:括號並不為零,但若你不斷重複作括號,結果會在有限步內逐漸縮向零。冪零李代數就是這樣一種:反覆作括號的效果如此微弱,以至於最終徹底消失。原型是嚴格上三角矩陣,把足夠多個它們相乘總會得到零。

定義 L 的下中心列:L^1 = L,L^{k+1} = [L, L^k];每一項都是含下一項的理想。若這條下降鏈到達零,即對某個 c 有 L^{c+1} = 0,則稱 L 為冪零的,最小的這樣的 c 稱為冪零類。等價地,任何長度為 c+1 的迭代括號都為零:對一切取法 [x_0, [x_1, [..., x_c]...]] = 0。

冪零蘊含可解,但反之不然——可解只要求導出列趨於零,那是更弱的下降。恩格爾定理給出可操作的判別法:L 冪零當且僅當對每個 x 屬於 L,ad(x) 都是冪零算子。非零冪零李代數的中心總是非零的,這與冪零群的同一事實相呼應。

海森堡李代數有基 x, y, z,唯一非零的括號是 [x, y] = z。於是 [L, L] = span(z),[L, [L, L]] = 0,故下中心列為 L > span(z) > 0:冪零類為 2。

海森堡代數:冪零類 2,即量子力學中的正則對易關係。