登陆注册
52486400000156

第156章 黎曼度量

精星灵,曰:“简介。黎曼认识到距离只是加到流形上的一个结构,因此在同一流形上可以有众多的黎曼度量,从而摆脱了经典微分几何曲面论中局限于诱导度量的束缚。这是一个杰出的贡献。其后,E.B.克里斯托费尔、G.里奇等人又进一步发展了黎曼几何,特别是里奇发展了张量分析的方法,这在广义相对论中起了基本的作用。1915年A.爱因斯坦创立了广义相对论,使黎曼几何在物理中发挥了重大的作用,对黎曼几何的发展产生了巨大的影响。广义相对论真正地用到了黎曼几何学,但其度量形式不是正定的,现称为洛伦茨流形的几何学(见广义相对论)。广义相对论产生以来,黎曼几何获得了蓬勃的发展,特别是嘉当在20世纪20~30年代开创并发展了,外微分形式与活动标架法,建立起李群与黎曼几何之间的联系,从而为黎曼几何的发展奠定了,重要基础且开辟了广阔的园地,影响极为深远,由此还发展了线性联络及纤维丛方面的研究。半个多世纪以来,黎曼几何的研究也已从局部发展到整体,产生了许多深刻的并在其他数学分支和现代物理学中有重要作用的结果。随着60年代大范围分析的发展,黎曼几何和偏微分方程(特别是微分算子的理论)、多复变函数论、代数拓扑学等学科互相渗透、互相影响。在现代物理中的规范场理论(又称杨-米尔斯理论)中,黎曼几何也成了一个有力的工具。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“黎曼流形。黎曼几何是黎曼流形上的几何学。黎曼流形指的是一个n维微分流形M,在其上给定了一个黎曼度量g,也就是说,在微分流形M的每一个坐标邻域(U,x)内,用一个正定对称的二次微分来度量二个无限邻近的点(x1,x2,…,xn)和(x1+dx1,x2+dx2,…,xn+dxn)之间的距离。这里(gij)构成一个正定对称的n×n阵,并假设gij(x)关于(xi)有一定的可微性,而M上连接两点P、Q的曲线C:xi=xi(t),α≤t≤b的长度l(C)就用积分来计算。为了保证距离的度量与坐标邻域的选取无关,还要求gij满足二阶协变张量的变换规律,用整体黎曼几何的语言来说,就是在微分流形M上给定了一个由分量gij决定的正定对称二阶协变张量场g。M连同g,即(M,g)称为一个n维黎曼流形,g称为度量张量或基本张量。由于历史的原因,黎曼流形又常称黎曼空间,但后者偏重于局部意义,即常指黎曼流形的一个开子集或一个坐标邻域。度量张量g在流形M每点P(x1,x2,…,xn)的切空间Tp(M)中就规定了一个内积gp(或记为:〈,〉)用来计算切向量的长度、交角。即若向量X,Y∈Tp(M),而,,则X 的长度;X、Y的交角θ由,0≤θ≤π决定。如果cosθ=0,即,就称X、Y 为互相正交。│尣│=1的向量称为单位向量,Tp(M)中由两两互相正交的单位向量组成的基称为正规正交基,对任一点P∈M,在P点的某一邻域U 内总存在n个单位向量场e1,e2,…,en,使得在U的每点它们构成切空间的一个正规正交基,这n个局部向量场称为一个局部正规正交基或局部正规正交标架。运用局部正规正交标架来研究黎曼几何的方法称为活动标架法。黎曼几何中的许多公式和几何量在活动标架下有特别简单明了的表达式,例如取ω1,ω2,…,ωn为局部正规正交标架e1,e2,…,en的对偶形式,也称对偶基,即满足的n个一次微分形式,于是在基{ei}下,由于,度量形式可写为。任一仿紧微分流形总具有黎曼度量,这种黎曼度量的数目是非常繁多的,但也不是完全任意的。微分流形的度量结构是受它的拓扑结构所制约的,而这种制约关系正是黎曼几何研究的一个重要内容,还存在许多没有解决的问题。有了计算曲线长度的方法,黎曼流形(M,g)上任意两点P、Q之间的距离d(P,Q)就可以用M中连接P、Q的所有分段可微分曲线的长度的下确界来定义,即(连接P,Q的分段可微分曲线C)。于是,M在上述距离下成为一个度量空间,还可以证明,它所导出的度量拓扑与流形M原有的拓扑是等价的。”

精星灵,曰:“联络、平行移动。欧氏空间中两不同点的切向量可以用平行移动的方法移动到同一点处加以比较,而且这种平行移动与移动的道路无关。黎曼流形上不同点的切向量也可以用平行移动的方法加以比较,但一般说来,这时由于流形的弯曲,平行移动与移动的道路有关。设P(xi)为流形上任一点,{ei},i=1,2,…,n为P点附近的一个局部标架,P +dP 为P 的一个无限邻近点,坐标为xi+dxi。定义P +dP 点的切空间和P 点的切空间的一个线性对应,使得P +dP点的对应于P点的向量。”

月净威,哈佛大学科学家,道:“和乐群。从上面所述不难看出一个向量沿着不同的曲线平行移动到同一点所得到的向量一般是不同的,这种差异刻画了黎曼流形的弯曲程度。设P是(M,g)的任一点,l(P)表示以P为始点和终点的闭曲线的集合,如果с1、с2是l(P)中的元素,则复合曲线с1·с2也是l(P)中的元素。对X∈Tp(M)沿着l(P)中元素C平行移动回到P点就得到 X┡∈Tp(M),这样l(P)中的一个元素就对应于 Tp(M)→Tp(M)的一个同构。这种同构全体构成的群就称为在P点处的和乐群,当M是连通流形时,不同点的和乐群是同构的,和乐群在黎曼几何的研究中有重要的作用。”

精星灵,曰:“张量的协变微分。截面曲率、里奇曲率以及数量曲率是非常重要的几何量。研究这些量与黎曼流形的几何性质以及拓扑性质之间的关系是黎曼几何的一个重要课题。例如,嘉当-阿达马定理断言:若一个n维单连通完备黎曼流形的截面曲率处处不大于零,那么它与Rn微分同胚。再如迈尔斯定理断言:若完备黎曼流形的里奇曲率处处大于一个正常数h,那么它必是紧流形而且基本群有限。W.克林格贝格和M.伯热证明的球定理断言:如果完备单连通n维黎曼流形M的截面曲率KM 满足,那么M与n维欧氏球面Sn同胚。这些结果显示了流形的拓扑性质与度量性质之间有密切的联系。在这方面还有许多未解决的问题。”

同类推荐
  • 浩劫来临时

    浩劫来临时

    一场浩劫突然来临,全球温度骤然上升,冰川融化,海水淹没大片陆地。空气中出现了一种未知病毒,感染者形如丧尸,而活下来的人将面临巨大的生存危机。陈凡是一个很普通的人,但是他却做出了一个很伟大的决定,在末世,他组建了一个只有他一个人的救援队伍。他在漆黑的地下室里救出了一个缺水三天的老人,他在一个被丧尸围困的教学楼里,救出了一个濒临绝望的学生,他在一栋楼房的楼顶,救出了一个年轻貌美的企业白领……随着他救出的人越来越多,他的救援队伍正在逐步壮大中。末世无情,人亦有情!本文有两种剧情走向,读者可以自行选择。
  • 铠甲勇士之修罗铠甲

    铠甲勇士之修罗铠甲

    只要你有最强之气,就能发出改变一切的巨大力量,到时候连天和地都无法阻止你想做的事情。已离去的王者铠甲、在见证着新的铠甲勇士的信念、不要被骄傲蒙蔽了你的心、修罗铠甲气息一直都在。林洋的梦中,脑海里面一直重复着这一句话。一个偶然之间捡到的手机改变了林洋的命运,林洋的身世之谜也在他拯救这个世界的过程中逐渐揭开,他能否改变自己的过去,改变苏仙的未来,拯救这个世界的未来,铠甲勇士刑天同人作品,六道修罗,主角当然是我们属于的小天,小飞,小刚,还有我们的林洋,但是不一样的时空,一样的精彩故事,战斗吧,做自己的英雄。
  • 系统博君一笑

    系统博君一笑

    这是一个尚未通过审核的破系统带着一个未成年小可爱玩家在一个三无游戏世界里闯天涯的故事。一朝穿越,从此带上系统走上人生巅峰?不不不,不存在的。吴琦万万没想到,自己在家里睡着觉就穿越了时空进到了一个破系统里面?这也就罢了,可重点是!!!“我要退出!退出!!退出!!!”某女头发凌乱,身着一件单薄的夏季睡裙嘶吼道,“这谁爱玩谁玩去,我不要!”“抱歉,没有可退出选项。”“喂,有没有搞错!”“没有搞错的啦,请玩家不要质疑我的实力。”????,且不说你是个审核都没过的破系统,就你那高冷女机械音就不要用撒娇的语气说话了行嘛!!!内心咆哮了一万字的小可怜,只蹦出了两个字,“尼玛……”某女风中凌乱ing.▲本文为系统穿越文,主角无cp。▲主角:吴琦配角:系统,花月
  • 穿成众大佬的心尖宠

    穿成众大佬的心尖宠

    推荐新书《快穿:男装大佬,狠病娇!》【本文1V1】说好的软萌小奶狗、温柔帅学长呢?结果出现的都是腹黑总裁、冷血神医、阴诡仙尊……就没有一个软萌温柔系列的!这是一部轻爽文,时不时还有可爱的小奶包出现,助攻女主角拿下男主!
  • 诸界系统之战

    诸界系统之战

    阿尔法宇宙中心,每位公民在大四毕业阶段,需要到“系统管理中心”抽取个人专属系统。抽取系统的过程完全随机。大四学生林建宙出生于普通家庭,居然抽到了顶级系统之一的“扮猪吃老虎”!惊叹的人生从此开启!他被分配到与地球差不多的D星球,各种奇葩的“系统层出不穷”!点击收看外星人在本地的爆笑生活!郑重声明:本文禁止在吃饭喝水的时候观看!笑出意外概不负责!
热门推荐
  • 快穿阿皖超困der

    快穿阿皖超困der

    母胎solo二十四年的睡播叶皖绑定了个快穿恋爱系统,以为自己能就此谈上甜甜的恋爱,走向人生巅峰。可没想到这狗日的系统居然不让她好好睡个觉?!孰可忍,叶皖不能忍!!!!!这任务爱谁做谁做,反正她叶皖是不干了!!!嗯,她叶皖就算单身一辈子!也觉得不会因为爱情委屈自己的睡眠的!
  • 爆笑王妃,王爷请跪下

    爆笑王妃,王爷请跪下

    睡一个觉,神偷变王妃。本想金盆洗手,安安静静的做个小米虫。不过,谁能告诉她谁家王妃这么穷,只能靠着一手偷技浪静生活,那么面前这个死不要脸的王爷又是谁?
  • 一粒沙的梦想

    一粒沙的梦想

    “是你带来了春天”。契诃夫有这么一句话,大意是:有大狗,有小狗,小狗不该因为大狗的存在而心慌意乱。所有的狗都应该叫,就让他各自用上帝给他的声音。是的,无论大狗小狗,还是哈巴狗土狗,都有叫的权利,最关键的乃是,是否是用上帝给你的声音。在这里,我直接把“上帝给你的声音”理解为“真情实感”的表达,也许,这不该会有大的谬误。罗丹说:“艺术就是感情。”(出自罗丹《遗嘱》)苏珊·朗格也说过,“一切艺术都是创造出来的表现人类情感的直觉形式。”(出自《艺术问题》)那么,诗歌作为文学艺术桂冠之上的珍珠,其对情感的重视就不言而喻了。情感表达的真挚和炽烈,这也是诗歌区别于其他文学体裁的主要特征。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 她好甜好软

    她好甜好软

    [又奶又狼顾狗子x娇媚嗲精周狐狸,重生文]①第一次见面,精神小伙带着一大帮人,来人小姑娘店里,把人吓坏了②再度相逢,她不明不白重生过后,对顾晸的颜爱的不得了,感觉男神总对我有感情。化身嗲精,对他柔弱的不得了。③他反手扣住她,臭不要脸的凑上来,低低的轻笑“给抱吗?”所谓的一见钟情不过是蓄谋已久又奶又坏的大灰狼对小白兔狠狠的欺负,不过是想骗一个结婚证罢了。(女主不弱。)【前期校园,后期社会】〔甜中夹杂了点虐.〕
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 境界之上

    境界之上

    他因机缘巧合来到了另一个世界,这个世界对他充满神秘,也充满着危机,他对这个世界一无所知,努力地生存下去却稀里糊涂得扛上了极为重大的责任。
  • 无涯帝王传

    无涯帝王传

    用三生三世化去一生挚爱的怨气,用天地之力化为吸收怨气的土壤,用传说中的神界化为怨气的出生地,人的一生强大了成为神,神的一生孤独为伴,我要用自己的能力化尽他的怨气,怀瑾握瑜,曾经的她不离不弃,我要用三生化尽其怨。
  • 魔偶少女不会受伤

    魔偶少女不会受伤

    万千世界,种族林立。混乱之争,强者辈出。魔法学园都市,冰山之一角。
  • 吉诺弯刀

    吉诺弯刀

    多方混战延续了数百年,人们渴望安定的生活,呼唤英雄重建太平。世家子弟崔景龙,从小道观学艺,成就闪电刀法、绝世将才。17岁返家走上仕途,但却不得重用,仅得500人马演练新军。但他就凭这500精锐新军、神出鬼没的疾风战法和精工制作的吉诺弯刀,创立了强大的汉军骑兵部队,横扫征战各方,并与青年明君刘申结成坚定的生死同盟,改革军政,注重民生,最后荡平各方,一统天下,建立新朝,还天下人以太平盛世。【本书承诺:作者写书收入,分毫不留,全捐母婴慈善,感谢大家的爱心订阅支持!】本书读者群:522375172莲池海会