Phase Space

Core Idea

Phase space is a space in which each point represents one complete possible state of a dynamical system.

对 pendulum,一个 state 由 angle 与 angular velocity 决定,所以 phase space 可以用 平面表示。这里的 point 不是 bob 在 physical space 中的位置。

Reading the Picture

  • point: one complete state;
  • trajectory: one system history from one initial condition;
  • Vector Field: instantaneous direction and speed of state change;
  • fixed point: a state where the field is zero;
  • phase flow: the collection of all trajectories.

高维系统遵循同一思想,即使无法直接 visualization。

Terminology Note

数学语境常宽泛地使用 phase space;Hamiltonian mechanics 中,物理学家可能把它更严格地保留给 position-momentum space。具体含义要看 context。

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