
【化】 hemimorphism
half; in the middle; semi-
【計】 semi
【醫】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【經】 quasi
symmetry
【化】 symmetry
【醫】 symmetry
appear; body; compare; entity; form; look; shape
【醫】 appearance; morpho-; shape
在微分幾何中,"半對稱形"(Hemisymmetric Form)指滿足特定對稱條件的微分形式。其核心定義與數學特性如下:
基本概念
半對稱形是微分形式的一種特殊類型,其分量滿足半對稱條件。設 $omega$ 為 $p$-形式,在局部坐标系下可表示為:
$$omega = frac{1}{p!} omega_{i_1 i_2 cdots i_p} dx^{i_1} wedge dx^{i_2} wedge cdots wedge dx^{ip}$$
若其系數 $omega{i_1 i_2 cdots ip}$ 對任意兩個指标滿足 $omega{i_1 cdots i_k cdots i_l cdots ip} = -omega{i_1 cdots i_l cdots i_k cdots i_p}$(即反對稱性),且滿足特定半對稱約束(如循環和為零),則稱為半對稱形。
李代數關聯
在表示論中,半對稱形與李代數的不可約表示相關。例如,$mathfrak{sl}(n)$ 代數的張量表示中,半對稱分量對應Young圖的行對稱性(楊振甯《物理學中的幾何方法》)。
曲率張量分解
黎曼幾何中,曲率張量 $R{ijkl}$ 可分解為全對稱、全反對稱及半對稱部分。半對稱分量滿足:
$$R{ijkl} + R{iklj} + R{iljk} = 0$$
這一性質在愛因斯坦場方程研究中具有關鍵作用(Hawking & Ellis《時空的大尺度結構》)。
規範場論中的角色
楊-米爾斯理論中,規範場強 $F{mu u}$ 的半對稱部分描述非阿貝爾規範場的自相互作用,其分量滿足:
$$F{mu u} = partialmu A u - partial_ u A_mu + ig[Amu, A u]$$
其中對易項 $[Amu, A u]$ 具有半對稱性(Nakahara《拓撲、幾何與規範場導論》)。
《數學百科全書》定義半對稱形為:"滿足循環恒等式 $omega{ijk} + omega{jki} + omega_{kij} = 0$ 的三階張量"(Springer, 2002版)。
陳省身在《微分幾何講義》中指出,半對稱形式是研究複流形上向量叢示性類的工具,其性質由Bianchi恒等式約束。
注:因術語高度專業化,部分文獻采用"hemisymmetric tensor"或"cyclically symmetric form"等等價表述。深入應用可參考:
- Marsden & Ratiu《流體力學的幾何基礎》
- Penrose《旋量與時空》
“半對稱形”這一術語在不同學科領域中有不同的解釋,以下是基于現有信息的綜合說明:
化學領域(晶體學)
在晶體學中,“半對稱形”(hemimorphism)指晶體在特定方向上形态不對稱的現象。例如,某些晶體在上下兩端或不同軸向的晶面發育程度不同,導緻其外形僅部分呈現對稱性。這一概念常用于描述具有極性結構的晶體,如電氣石(兩端晶面不同)。
幾何學領域
根據幾何學定義,半對稱形可指具有單一對稱軸的圖形,例如:
補充說明
需注意這兩個領域的解釋存在差異:化學側重形态的局部對稱性缺失,而幾何學強調單一對稱軸的存在。由于搜索結果來源的權威性較低,建議通過專業教材或學術數據庫(如IUPAC術語庫、幾何學專著)進一步驗證具體定義。
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