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第16章黎曼度量(1 / 3)

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

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