阿诺德说:“有什么好的办法码?”
Moser说:“用牛顿迭代的办法了。
就是找一系列的典则变换,不破坏哈密顿方程的式,一步步地变换近可积的系统使之越来越靠近一个可积系统,只要对参数的大部分点能做到就行。
由于在迭代过程中会出现所谓的“小分母”
,用通常的牛顿迭代法无法保证最终无穷多步变换的复合收敛,但利用改进的牛顿迭代方法克服了小分母带来的麻烦,从而完成了定理的证明。”
阿诺德说:“这个办法不错。”
Moser说:“Sigel也对这个工作感兴趣,他在考虑圆周映射的线性化时,也曾提出过类似的证明思想,我在降低该理论对可微性的要求上又作出了一些重要的工作。”
后来,JohnNash在他证明有关黎曼嵌入的论文中,也用到了类似的迭代方法(当然是独立完成,甚至可能早于Moser),于是,后人又把他们的证明方法叫做Nash-Moser迭代。
阿诺德说:“曾经的遍历性假设是猜测:通有的哈密顿系统,相流是遍历的。
如果按照我的理论,遍历性假设不攻自破?由于可积系统不是通有的系统,一般的系统都是不可积的,因此由相流不遍历的可积系统并不能否定遍历性假设,但是我们知道近可积系统却是通有的。
如果我们考虑4维的相空间,其等能面是三维的,如果该近可积的系统有不变二维环面存在,则此环面必将能量面的其余部分分割为不连通的两块,相流不可能从环面一边跑道另一边,所以也就不会有何遍历性可言。”
Moser笑说:“不知道当年Fermi是怎么证明了遍历性假设的。
不过据说他开密码锁也是一把好手。”
Fermi当年的工作恰恰发现了不遍历性。
说的是他搞了一批耦合谐振子,原来觉得能量可以自由的在自由度之间流动,最终达到玻尔兹曼分布。
结果后来发现根据初始条件不同,能量卡在若干个自由度之间来回变,永远不会达到玻尔兹曼分布。
验证了动力系统中,遍历性假设不是先天靠谱的。
阿诺德说:“我在想,共振环面破裂后到底会怎样?”
Moser说:“这个问题仍没有完全解决。
目前大家都比较清楚的是:一般会有较低维数的环面存在,分椭圆环面,双曲环面等,,也就是说仍然还有比较规则的相曲线;同时还会有一些很不规则的轨线,有人称之为Mather集;甚至还有所谓的“马蹄”
。”
KAM理论,不仅是Kolmogorov定理本身,还包括为证明该定理所发展的一系列方法,该理论诞生至今虽已近半个世纪,但仍在不断的发展和完善中。
它所应用的范围也不仅限于哈密顿系统,对于可逆系统,保体积映射,以及无穷维哈密顿系统(包括一些特殊的偏微分方程)都发展出了相应的KAM理论。
甚至可以说,凡是有小分母出现的地方,就是KAM大显身手之处。
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