群变换英文解释翻译、群变换的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 group translating
分词翻译:
群的英语翻译:
bevy; caboodle; clot; cluster; covey; flock; gang; group; horde; knot; swarm
throng; troop
【医】 group; herd
变换的英语翻译:
alternate; switch; transform; commutation
【计】 reforming; transform
【化】 transform; transformation
专业解析
群变换(Group Transformation)是数学(尤其是群论)和物理学中的核心概念,指一个群(Group)的元素按照特定规则作用于某个集合(如空间、函数或其他数学对象)的过程或映射。其核心在于群的结构(如封闭性、结合律、单位元、逆元)决定了变换的性质,使得变换具有整体性和对称性。
1. 数学定义与核心思想
在数学上,群变换通常指一个群作用(Group Action)。设 ( G ) 是一个群,( X ) 是一个集合。一个从 ( G times X ) 到 ( X ) 的映射(通常记作 ( g cdot x ) 或 ( g(x) ))称为群 ( G ) 在集合 ( X ) 上的一个作用或变换,如果它满足:
- 单位元作用不变: ( e cdot x = x ) (其中 ( e ) 是 ( G ) 的单位元,对所有 ( x in X ))。
- 作用结合律: ( (gh) cdot x = g cdot (h cdot x) ) (对所有 ( g, h in G ) 和 ( x in X ))。
这表示群元素 ( g ) 将集合中的元素 ( x ) 变换为另一个元素 ( g cdot x )。群变换的本质是群的结构通过其元素的操作在集合 ( X ) 上得到体现,这种操作通常具有对称性。例如,三维空间中所有旋转构成的群(旋转群 SO(3))作用于空间中的点,就是旋转变换。
2. 物理应用与意义
在物理学中,群变换是描述对称性和基本相互作用的基石:
- 时空对称性: 如平移群作用于时空坐标,描述空间均匀性或时间平移不变性;洛伦兹群作用于时空坐标,是狭义相对论的基础,描述时空在不同惯性系下的变换规律。
- 规范对称性: 如 U(1) 群作用于电磁场的波函数,是电磁相互作用的规范理论核心;SU(3) 群作用于夸克场,描述强相互作用的色动力学(QCD)。这些变换揭示了基本力的内在对称性。
- 晶体对称性: 空间群作用于晶体结构,描述晶体原子排列的周期性对称操作(如旋转、反射、平移及其组合)。
- 量子力学对称性: 对称群作用于量子系统的态矢量或可观测量。例如,角动量算符满足 SU(2) 或 SO(3) 群的李代数,其对称变换与系统的旋转不变性相关。
3. 汉英术语对照
- 群 (Group): 具有封闭性、结合律、单位元和逆元四种基本性质的代数结构。
- 变换 (Transformation): 指将一个对象映射为另一个对象的操作。
- 群变换 (Group Transformation): 指群元素按照群结构规则执行的变换操作。
- 群作用 (Group Action): 群变换的数学术语,强调群对集合的“作用”。
- 对称操作 (Symmetry Operation): 在物理和化学中常指保持系统不变的群变换元素(如旋转、反射)。
- 表示论 (Representation Theory): 研究群如何通过线性变换(矩阵)作用在向量空间上的理论,是连接抽象群与具体变换的重要桥梁。
来源参考:
- 数学基础: 该定义和性质是抽象代数(Abstract Algebra)和群论(Group Theory)的标准内容,可参考经典教材如 Michael Artin 的 Algebra (Chapter 6: Group Actions) 或 Dummit & Foote 的 Abstract Algebra (Chapter 1.7: Group Actions)。
- 物理应用: 群变换在物理学中的应用是现代理论物理的核心工具。相关内容可参考:
- Wu-Ki Tung 的 Group Theory in Physics (介绍群论在物理中的系统应用)。
- 物理学标准教材中关于对称性和守恒定律的章节(如 Goldstein 的 Classical Mechanics 讨论诺特定理,Sakurai 的 Modern Quantum Mechanics 讨论角动量和对称性)。
- 规范场论教材(如 Peskin & Schroeder 的 An Introduction to Quantum Field Theory)深入讨论规范变换。
网络扩展解释
“群变换”是数学中群论与变换概念的结合,其核心含义可以从以下三方面解释:
一、基础定义
在群论框架下,群变换指一组满足群公理的变换集合。具体指:
- 变换:指非空集合$S$到自身的一一映射(即双射)。例如平移、旋转等操作。
- 群结构:这些变换需满足群的四条公理:
- 封闭性:任意两个变换的乘积仍属于该集合;
- 结合律:$(f circ g) circ h = f circ (g circ h)$;
- 单位元存在:存在恒等变换$e$,使得$e circ f = f circ e = f$;
- 逆元存在:每个变换$f$都有逆变换$f^{-1}$,使得$f circ f^{-1} = e$。
二、数学性质
- 变换群:所有一一变换组成的集合$T(S)$,在映射乘法下构成群,称为对称群或全变换群。
- 典型例子:平移变换群、旋转变换群等。例如,平面上所有平移操作构成的集合满足群条件。
三、应用场景
在编码理论中,群变换方法被用于简化BCH码(纠错码)的编解码过程,通过群的结构性质优化计算步骤。
提示:如需具体数学证明或更多应用案例,可进一步查阅群论教材或编码理论文献。
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