в классической механике и статистической физике, многомерное пространство всех обобщённых координат (См. Обобщённые координаты) q₁ и обобщённых импульсов (См. Обобщённые импульсы) p_i (i = 1, 2,..., N) механической системы с N степенями свободы. Таким образом, Ф. п. имеет размерность 2N и может быть описано с помощью ортогональной системы координат с 2N осями соответственно числу обобщённых координат и импульсов. Состояние системы изображается в Ф. п. точкой с координатами q_i, p_i,..., q_N, p_n, а изменение состояния системы во времени - движением точки вдоль линии, называемой фазовой траекторией. Для Ф. п. можно ввести понятие фазового объёма (См. Фазовый объём) и др. понятия геометрии многих измерений. Понятие Ф. п. - основное для классической статистической механики, изучающей функции распределения (См. Функция распределения) системы многих частиц. Методы Ф. п. успешно применяются также в теории нелинейных колебаний.

совокупность фазовых траекторий, характеризующая состояния и движения динамич. системы (см. Фазовой плоскости метод).

полное нормированное Линейное пространство.

четырёхмерное пространство, объединяющее физическое трёхмерное пространство и время; введено Г. Минковским (См. Минковский) в 1907-1908. Точки в М. п. соответствуют "событиям" специальной теории относительности (см. Относительности теория).

Положение события в М. п. задаётся четырьмя координатами - тремя пространственными и одной временной. Обычно используются координаты x₁ = х, x₂ = у, х₃ = z, где х, у, z - прямоугольные декартовы координаты события в некоторой инерциальной системе отсчёта, и координата x₀ = ct, где t - время события, с - скорость света. Вместо xo можно ввести мнимую временную координату x₄ = ix₀ = ict.

Из специальной теории относительности следует, что пространство и время не независимы: при переходе от одной инерциальной системы отсчёта (См. Инерциальная система отсчёта) к другой пространственные координаты и время преобразуются друг через друга посредством Лоренца преобразований (См. Лоренца преобразования). Введение М. п. позволяет представить преобразования Лоренца как преобразование координат события x₁, x₂, x₃, x₄ при поворотах четырёхмерной системы координат в этом пространстве.

Основной инвариант М. п. - квадрат длины четырёхмерного вектора, соединяющего две точки - события, не меняющийся при вращениях в М. п. и равный по величине (но противоположный по знаку) квадрату четырёхмерного интервала (См. Четырёхмерный интервал) (s²_AB) специальной теории относительности:

(x_1A - x_1B)² + (х_2А - x_2B)² + (x_3A - x_3B)² + (x_4A - x_4B)² = (x_A - x_B)² + (у_А - y_B)² + (z_A - z_B)² - c²(t_A - t_B)² = -s²_AB

(индексами А и В отмечены пространственные координаты и время событий А и В соответственно). Своеобразие геометрии М. п. определяется тем, что это выражение содержит квадраты составляющих четырёхмерного вектора на временную и пространственные оси с разными знаками (такая геометрия называется псевдоевклидовой, в отличие от евклидовой геометрии (См. Евклидова геометрия), в которой квадрат расстояния между точками определяется суммой квадратов составляющих вектора, соединяющего точки, на соответствующие оси). Вследствие этого четырёхмерный вектор с отличными от нуля составляющими может иметь нулевую длину; это имеет место для вектора, соединяющего два события, связанных световым сигналом:

(x_A - x_B)² + (у_А - у_В)² + (z_A - z_B)² = c²(t_A - t_B)².

Геометрия М. п. позволяет наглядно интерпретировать кинематические эффекты специальной теории относительности (изменение длин и скорости течения времени при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой и т. д.) и лежит в основе современного математического аппарата теории относительности.

Г. А. Зисман.