可积系统

lg km380可积一般涉及到微分方程的求解。而可解虽然包括可积,但未必需要有微分方程。 可积系统是指对应于一个自由度为N的动力学系统,存在有N个守恒量,这N个守恒量的对易关系给出N个微分方程,这样N个自由度都可以严格被限制在解上。因此,系统称为可积。实际上,这个问题可以扩展到无穷自由度动力学系统,相应的可积性称为Liouville可积。比如Hitchin系统就是黎曼面上的二维无穷自由度可积系统,它对应的谱曲线为Seiberg-Witten曲线,相应的微分方程是Seiberg-Witten方程(有的数学文献称为Picard-Fuchs方程)。这样的系统的求解问题实际上就是著名的模几何问题。这是代数几何的中心问题之一。一般在可积系统中会出现代数几何,代数拓扑之类的东西,实际上都是来源于无穷自由度动力学系统的研究。涉及的代数几何有:Monodromy,Homology,Holonomy, Cohomology等等。
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可解实际上并不需要一定有微分方程,它可以是代数线性方程,比如矩阵方程之类的。但是由于算子代数的出现,可解和可积实际上可以等价。 因为一个微分算子既可以得到一个微分方程,而如果选择好了基矢,它也可以变成一个矩阵方程。 实际上,物理上早就有这个例子了。 薛定谔方程是微分方程,而海森堡方程是矩阵方程。两种表象描述等价。
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可积系统(模型) 可以分为 经典可积系统 和 量子可积系统 以及 可解统计模型

有限维的经典可积系统 可积性有刘维尔可积性,由于辛对称性 具有2n个自由度的动力系统,只要给出n个独立对合的守恒流,系统就可完全约化,一般的由m个独立的辛对称性,辛约化后系统的自由度降低2m,这是在辛几何下可积性,

除此之外,更有意义的可积性的框架是 拉克斯对和零曲率表示,他们的好处是直接给出守恒量 和 可以用反散射/非线性傅里叶变换求解, 孙俪档案
刘维尔可积系统都有拉克斯表示和零曲率表示(不唯一),反之未必。

拉克斯算子相当 威尔逊算子 也相当于 单值算子 量子化之后就是 量子场论中的 散射矩阵或者 统计物理中的转移矩阵,他们分别满足经典和量子的扬巴克斯方程,
拉克斯表示是一个等谱形变的系统,可以定义谱曲线,拉克斯算子的本征值 或 各阶迹是系统的守恒量, 拉克斯对的几何描述就是谱曲线上的向量丛, 系统守恒流的生成函数 叫做 t休谟问题
au 函数,满足一定的函数方程, 微分方程 或者 代数方程,
在可积的量子多体问题和量子场论,可解统计场论中,配分函数就是 算子乘积 的生成函数,类似于tau 函数,也满足由对称性决定的函数方程, 微分方程 或者 代数方程,成为 ward 恒定式,可以认为是经典作用量的主方程(BV 框架)的量子化。对配分函数按照不同的基底展开,可以得到费曼图或者杨图的组合关系。 在在同调或拓扑场论中,配分函数是量子上同调环的生成函数。 一个量子场论就是一个由单粒子态空间生成的张量范畴,系统的相互作用反应在张量积的非交换性,但是通常满足扬巴斯特方程的弱交换,这是系统可积性的一个体现,量子场论的内部对称性由量子来刻画。
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