- СИМПЛЕКТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
- СИМПЛЕКТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
-
- замкнутая невырожденная дифференциальнаяформа степени 2. Многообразие, снабжённое С. с., наз. симплектическиммногообразием. В каждом касательном пространстве С. с. задаёт кососкалярноепроизведение (см. в ст. Симплектическая группа). Кососкалярное произведение
пары векторов можно принять за определение площади натянутого на них параллелограмма. <Поэтому на симплектич. многообразии определена площадь 2-мерных ориентированныхповерхностей. Условие замкнутости С. с. связывает кососкаляр-ные произведенияв соседних касательных пространствах таким образом, что (ориентированная)площадь (малой) замкнутой поверхности нулевая. Условие невырожденностикососкалярного произведения позволяет отождествить на симплектич. многообразиивекторы и ковекторы (линейные ф-ции от векторов):
Оба условия вместе делают локальную геометрию С. с. универсальной (теоремаДарбу): в окрестности любой точки существуют координаты (p1,...,pn, q1 ,..., qn), называемыекоординатами Дарбу, в к-рых С. с. принимают вид
Для сравнения заметим, что в римановой геометрии риманова метрика
(скалярное произведение в касательных пространствах) приводится в подходящихлокальных координатах к виду (dx1)2 + ...+(dх n)2 лишь с точностью до членов 2-го порядкамалости:
(последние определяют кривизны риманова многообразия в данной точке).
С. с. естественным образом возникают в классич. механике, а также вкомплексной геометрии. Пусть М п - n -мерное комплексноемногообразие, G - эрмитова метрика на нём (т. е. эрмитово скалярноепроизведение в касательных пространствах). Если рассматривать М как2n-мерное вещественное многообразие, то g =ReG задаёт евклидовоскалярное, а
- кососкалярное произведение в касательных пространствах. Эрмитова метрика G наз. кэлеровой структурой, если w является С. с., т. е. замкнута:dw=0. Последнее условие необходимо и достаточно для того, чтобыэрмитова метрика G в подходящих локальных комплексных координатахприводилась к виду
Примеры. 1) Комплексное проективное пространство
по определению состоит из всех комплексных одномерных подпространств в
.Касательное пространство
отождествляется с эрмитово-ортого-нальной гиперплоскостью к прямой . относительно эрмитовой формы
. Форма
,рассматриваемая на этой гиперплоскости, задаёт эрмитову форму в касательномпространстве к
в точке х. Такие формы, определённые во всех точках
,задают эрмитову метрику на
.Эта метрика кэлерова и называется метрикой Фубини - Штуди.
2) Комплексное алгебраич. многообразие - это комплексное подмногообразиев комплексном проективном пространстве. Ограничение метрики Фубини - Штудина такое подмногообразие наделяет его кэлеровой структурой. В частности, <алгебраич. многообразия обладают С. с. Более общо, комплексное подмногообразиекэлерова многообразия само кэлерово.
3) Гиперкэлерова структура (на 4n-мерном вещественном многообразии)состоит из трёх комплексных структур I, J, К, удовлетворяющихсоотношениям для образующих алгебры кватернионов|Н, и такой метрикиДирака
, что соответствующие кососкалярные произведения
замкнуты. <Т. <о., касательные пространства к гиперкэлерову многообразию несут структурукватернионного пространства, а само многообразие - риманову метрику, согласованную« тремя вещественными С. с., или в комплексной интерпретации - три кэлеровыструктуры ZI, ZJ, ZK и три комплексныеС. с. ZI, ZJ, ZK.
Отметим, что риманова метрика на 4-мерном ( п =1) гиперкэлеровоммногообразии имеет антиавтодуальную форму кривизны и автоматически удовлетворяетур-нию Эйнштейна (см. Тяготение). Само гиперкэлерово многообразиеназ. в этом случае гравитац. инстантоком, чем подчёркивается, чторечь идёт не о метрике Минковского, а о евклидовой версии общей теорииотносительности.
Лит. см. при ст. Симплектическое многообразие. А. Б. Гивенталъ.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.