雙線性型與二次型
辛型
辛型是既交替又非退化的雙線性型:它滿足對所有 v 有 B(v, v) = 0(交替),且根基平凡(非退化)。它是有向面積而非長度的幾何——經典力學中相空間的自然結構,那裡成對的(位置,動量)共處,而每一對中的面積被動力學所守恆。
兩個事實把辛型釘得死死的。其一,它們只存在於偶數維:交替型的秩是偶數,而非退化迫使秩等於全維數,故 n 必為偶。其二,沒有符號差來分類它們——在任何數域上,每個辛型在合適的基下都長得一樣。給定維數的所有辛空間彼此同構。
那個典範模型就是標準辛矩陣 J,由雙曲塊 [0, 1; -1, 0] 沿對角線堆疊而成(等價於分塊矩陣 [0, I; -I, 0])。一組 Darboux 式的基把座標分成共軛對 (q_i, p_i),滿足 B(q_i, p_j) = delta_ij 而其餘配對全為零——這正是哈密頓方程的代數骨架。
保持辛型的線性映射構成辛群 Sp(2n),它是保持對稱內積的正交群在交替型上的表親。正交映射保持長度與譜定理,辛映射則保持面積,並支撐哈密頓流、劉維爾定理以及大量現代幾何。這個詞條正是那整個世界的預告。
J = [0, I; -I, 0], B(u, v) = u^T J v, det J = 1
F^(2n) 上的標準辛型;每個辛型都合同於這個 J。
辛 = 交替 + 非退化,故只存在於偶數維且沒有符號差:等維的所有辛空間都經標準 J 同構。
又稱
另見