卡爾·龍格和拉普拉斯-龍格-冷次向量

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卡爾·龍格和拉普拉斯-龍格-冷次向量之间的区别

卡爾·龍格 vs. 拉普拉斯-龍格-冷次向量

卡爾·龍格（Carl Runge ）是一位德國數學家、 物理學家、光譜學家。在數值分析學裏，他是龍格－庫塔法的共同發明者與共同命名者。 幼时，龍格在古巴哈瓦那度過了几年；在那期間，他的父親尤利烏斯·龍格是駐古巴的丹麥外交官。之后全家回到了不來梅。他父亲于1864年早逝。 1880年，他在柏林大學获取數學博士，导师是被譽為「現代分析之父」的著名德國數學家卡爾·魏爾施特拉斯。1886年，他迁至漢諾威，成為漢諾威大學的教授。 他的興趣包括數學，光譜學，大地測量學，與天體物理學。除了純數學以外，他也從事很多涉及實驗的工作。他跟海因里希·凱瑟一同研究各種元素的譜線，又將研究的結果應用在天體光譜學。 1904年，受哥廷根大學教授菲利克斯·克萊因的主動邀請，他同意去那裡教書。1925 年，他在哥廷根大學退休。 月球的龍格隕石坑 (Runge crater) 是因他而命名的。. 在經典力學裏，拉普拉斯-龍格-冷次向量（簡稱為LRL向量）主要是用來描述，當一個物體環繞著另外一個物體運動時，軌道的形狀與取向。典型的例子是行星的環繞著太陽公轉。在一個物理系統裏，假若兩個物體以萬有引力相互作用，則LRL向量必定是一個運動常數，不管在軌道的任何位置，計算出來的LRL向量都一樣；也就是說，LRL向量是一個保守量。更廣義地，在克卜勒問題裏，由於兩個物體以連心力相互作用，而連心力遵守平方反比定律，所以，LRL向量是一個保守量。 氫原子是由兩個帶電粒子構成的。這兩個帶電粒子以遵守庫侖定律的靜電力互相作用．靜電力是一個標準的平方反比連心力。所以，氫原子內部的微觀運動是一個克卜勒問題。在量子力學的發展初期，薛丁格還在思索他的薛丁格方程式的時候，沃爾夫岡·包立使用LRL向量，關鍵性地推導出氫原子的發射光譜。這結果給予物理學家很大的信心，量子力學理論是正確的。 在經典力學與量子力學裏，因為物理系統的某一種對稱性，會產生一個或多個對應的保守值。LRL向量也不例外。可是，它相對應的對稱性很特別；在數學裏，克卜勒問題等價於一個粒子自由地移動於四維空間的三維球面；所以，整個問題涉及四維空間的某種旋轉對稱。 拉普拉斯-龍格-冷次向量是因皮埃爾-西蒙·拉普拉斯，卡爾·龍格，與威爾漢·冷次而命名。它又稱為拉普拉斯向量，龍格-冷次向量，或冷次向量。有趣的是，LRL向量並不是這三位先生發現的！這向量曾經被重複地發現過好幾次。它等價於天體力學中無因次的離心率向量。發展至今，在物理學裏，有許多各種各樣的LRL向量的推廣定義；牽涉到狹義相對論，或電磁場，甚至於不同類型的連心力。.