Симплектическая структура
Симплекти́ческая структу́ра, инфинитезимальная структура 1-го порядка на чётномерном гладком ориентируемом многообразии , которая определяется заданием на невырожденной 2-формы . В каждом касательном пространстве возникает структура симплектического пространства с кососимметрическим скалярным произведением . Все касательные к peперы, адаптированные к симплектической структуре, т. е. реперы, относительно которых имеет канонический видобразуют главное расслоённое пространство над , структурной группой которого является симплектическая группа . Вообще задание симплектической структуры на равносильно заданию -структуры на как некоторой -структуры.
Ha с симплектической структурой существует изоморфизм между модулями векторных полей и 1-форм на , который векторному полю ставит в соответствие 1-форму . Образ скобки Ли называется при этом скобкой Пуассона ; в частности, когда и – полные дифференциалы, получается понятие скобки Пуассона двух функций на , которое обобщает соответствующее классическое понятие.
Симплектическая структура называется почти гамильтоновой структурой, а если замкнута, т. е. , то гамильтоновой структурой; впрочем, иногда условие включают в определение симплектической структуры. Эти структуры, находящие применения в глобальной аналитической механике, основаны на том факте, что на касательном расслоённом пространстве любого гладкого многообразия существует каноническая гамильтонова структура. Она определяется формой , где 1-форма на , называемая формой Лиувилля, задаётся следующим образом: для любого касательного вектора в точке , где – проекция . Если на выбраны локальные координаты и , то , вследствие чего . В классической механике интерпретируется как конфигурационное пространство, а – как фазовое пространство.
Векторное поле на с гамильтоновой структурой называется гамильтоновым (или гамильтоновой системой), если 1-форма замкнута. Если она, кроме того, точна, т. е. , то функция на называется гамильтонианом и является обобщением соответствующего классического понятия.