Research · 2026-10-20

时空代数动画

两个垂直 boost 复合后,空间部分做极分解 A = R_W S:S 是收缩,R_W 是 Wigner 旋转。数值全部来自 Wolfram Language 15,动画只做插值。

2026-10-20已完成Wolfram Language 15manimgl 1.7.2

signature
γ₀² = 1, γ₁² = γ₂² = γ₃² = −1
rotor
R = e^(−φ γ₀γ₁ / 2)
sandwich
v′ = R v R̃
contraction
L = L₀ / cosh φ

STA 取 Cl(1,3),boost 转子通过夹心变换作用在几何上;空间长度按1 / cosh φ 收缩。两个垂直 boost 复合后再做极分解,旋转部分即 Wigner/Thomas 旋转。

Minkowski diagram: gamma_1 boosted along the hyperbola x squared minus t squared equals 1txx² − t² = 1γ₁
γ₁ 的像沿 x² − t² = 1 运动;箭头为 φ = 1.2 时的位置。
01

时空图:夹心变换与尺缩

黄色箭头是 γ₁ 的像,沿双曲线 x² − t² = 1 运动;绿色杆按 1 / cosh φ 实时收缩。

1920×108030 fpsH.26418.9 s
Cl(1,3) boost · φ: 0 → 1.6 · cosh φ 最大 2.58 · 双曲线 x² − t² = 1
02

三维:收缩与 Wigner 旋转

前段让立方体沿 γ₁ 收缩;后段显示 R₂R₁ 的空间旋转,轴为 z,角度从 0 到 78.7°。

1920×108030 fpsH.26418.9 s
R₂R₁ = boost · rotation · R_W 轴为 z · 角度 0 → 78.7°
03

数值校验

signature
diag(1, −1, −1, −1)
R R̃
1
R_W 正交误差
8.9 × 10⁻¹⁶
det R_W
1
S 对称误差
5.3 × 10⁻¹⁵
Wigner 角(φ = 3)
78.66°

计算与渲染分离:sta.wl 用 WL 的 CliffordAlgebra 计算 rotor、 reversion、夹心变换和极分解,导出 JSON;sta_scene.py 只插值数值并绘制, Python 侧不实现 Clifford 代数。

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