Tuesday, March 12, 2013

diffgeom01 天天泡咖啡 度规是一个流形的内秉性质,保角映射则保持流形的度规并将其嵌入到高维中,所以应当是对嵌入方式给出了一个限制。而流形在高维中才能谈起它的切矢量这么个东西吧,所以在谈论内秉性质的时候不存在这个东西吧。就好比如果没有嵌入的话,谈论第二形式是没有意义的。

度规是一个流形的内秉性质,保角映射则保持流形的度规并将其嵌入到高维中,所以应当是对嵌入方式给出了一个限制。而流形在高维中才能谈起它的切矢量这么个东西吧,所以在谈论内秉性质的时候不存在这个东西吧。就好比如果没有嵌入的话,谈论第二形式是没有意义的。
所以,并不能说应为度规是内秉的,所以外曲率张量也是内秉的




再来一个很恶搞的关于微分几何的问题

你所说的是从高维流形的度规来“诱导”出低维上的度规,但事实上后者是可以内秉存在的。
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嗯嗯,是的,我的意思正是觉着,如果第二形式(切向量)是诱导的,那与之匹配的度规也应当是诱导的,而度规确实可以有内禀的,那就不需要嵌入,但切向量也是内禀的,那样,可能无法几何化,也可能无法与外曲率的形式相匹配,但这样好像没有什么不自然的吧?

至于各种奇异的非黎曼或者病态的流形,我就真完全不了解了,呵呵。
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  • 31楼
  • 2010-12-12 12:51
酱油的,太多了,没细看。

说2个有趣的事情,几何的定义用纯几何的意思是什么?不明白,难道我流形的微分结构定义还都不能用映射来定义么?你也许说既然代数定义和几何定义等价,为什么不采用几何方法了,事实上流形本身,据说在代数几何里也有另外的定义,看你研究问题的角度了。

我也可以选择标架让“黎曼曲率”为0了,只要扭量不为0所谓的T理论,之前好多宇宙学家灌水算f(T)微扰..虽然我认为f(T)是错的,T当然是对的。
所以建议说曲率,不要顺便召唤黎曼大人
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  • 32楼
  • 2010-12-12 13:15
回复:32楼
黎曼大人的几何是chern大人的子群。

GL(n.R)={A属于R(n) detA不等于0}
话说一个简单的线性代数基本理论知道,任意非奇异举证A可分解为正交矩阵B属于O(n)与正定对称矩阵C的积。

而0(n)就是黎曼几何所需要的局部群。

我很奇怪的是,这是线性代数的基本理论么?怎么没印象学线性代数看到过这个基本定理了...
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  • 33楼
  • 2010-12-12 13:23
似乎被岔楼歪得太过分了……………………

度规是一个流形的内秉性质,保角映射则保持流形的度规并将其嵌入到高维中,所以应当是对嵌入方式给出了一个限制。而流形在高维中才能谈起它的切矢量这么个东西吧,所以在谈论内秉性质的时候不存在这个东西吧。就好比如果没有嵌入的话,谈论第二形式是没有意义的。
所以,并不能说应为度规是内秉的,所以外曲率张量也是内秉的。
事实上,平面也可以嵌入成一个外曲率张量非零的子流形啊,难道你能说平面的内秉曲率就因为外曲率非零而非零了吗?

还是别岔楼了,风神明显被岔得在说和主题无关的话了……
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  • 34楼
  • 2010-12-12 13:54
流形在高维中才能谈起它的切矢量这么个东西吧
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我觉着也可以不用吧?切矢量不是可以生活在它(抽象的)TM空间里么……
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      回复:34楼

      如果回复的没关,就当成帮你顶贴了嘛~ 不过我觉着楼上几个回复的还是有点关系的。
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          你说的切矢量就和嵌入后的切矢量没关系了,所以也就和第二形式没关系了。
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              回复:37楼

              哦,那我明白你指的意思了。
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                  回复:34楼
                  和插楼没关系.....我好象看错了....总之我觉得直观的曲率而且是内禀的就应该是高斯曲率了吧....毕竟用黎曼联络算的黎曼曲率在二维下就得到二维高斯曲率.

                  回复:35楼
                  他的意思应该是说法矢.
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                      39楼:
                      黎曼情形下的话,我所说的几何意义上的适配和代数意义上的适配就是等价的,所以无法体现出区别了啊。
                      但我想,既然描述曲面弯曲情况的第一形式是度规,从而是度量,那用几何意义的适配(在一些非黎曼情况下才有区别)应该才能更加直接和自然地描述出曲面的弯曲情况,而不是代数意义上的那个适配。
                      回复
                          另:的确是法矢量。我前面一直忘记这个东西应该怎么叫了,所以只能称呼它为外曲率张量了。就是那个K_ij
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                              回复:40楼
                              问题就是非黎曼下什么叫做几何意义.曲率的几何意义可能是曲线切矢对参数的导数.Finsler下有些东西做得完全没意义.大多数东西都要抽象化的,比如说欧拉示性类,原来是纯拓扑的凸凹顶点之类,后来进化到代数拓扑的同调群维数乃至微分几何的G-B定理.但都是一样的.
                              回复
                                  K_ij的确是外曲率,对n求导得到他,n是法矢.
                                  回复
                                      那种纯粹内秉的所谓“真正”几何意义恐怕在一个非黎曼的纯粹抽象的微分流形上看来可能的确很不明显,但并不能因此就说代数意义上的适配比几何意义上的适配更明显或者更合理啊。
                                      回复
                                          回复:34楼
                                          微分几何中,流形的曲率(Riemann张量)是由联络给出的。
                                          ------------------------------------------------------------
                                          微分几何中,流形的曲率是由联络给出的。里面包括riemann张量。

                                          ----------------------------------------------------------------
                                          事实上,双下标的Ricci张量也可以说是由联络唯一给出的,并不需要度规的参与——这里先不做联络与度规的适配。
                                          -------------------------------------------------------------------
                                          我在某楼已经举了一个有趣的例子了,T理论,你难道不愿意看看么?您这里的的还能叫做普通意义上的Ricci张量吗?

                                          那么,是否可以说,流形的局部“弯曲”性质和“平移”性质只由联络唯一确定?
                                          那样的话,就有一个很有意思的问题了:为什么要做联络与度规的适配?
                                          ----------------------------------------------------------------
                                          联络与度规适配是选择“某”一种联络的方式,或者结构要求。这种选择可以描述所有几何的量,当然我举得例子也说了,我也可以选择另外一种等价描述方式。
                                          ---------------------------------------------------------------
                                          我们是否可以给出一个流形,只有联络而没有度规,但一样可以描述这个流形的所有整体和局部弯曲性质?
                                          另,联络与度规的适配为何要是现在这种形式?
                                          -------------------------------------------------------------
                                          可能,只是在没有附加度规的结构时候,你必须知道另一个附加结构是什么才可以描述
                                          -------------------------------------------------
                                          联络给出了局部“平移”的性质,或者,更准确地可以说是流形上平移与流形所给参照系的平移之间的“偏差”。而度规给出的是局部的“度量”性质或者说“内积”性质。虽然说度量和“平移”都是几何量,但为什么要用现在这种形式将两者联系起来?
                                          --------------------------------------------------------------------
                                          我更倾向联络,是截面之间的映射关系。
                                          我把内积当成标量场来看,你认为这是几何的吗?“为什么这种形式联系起来”
                                          我感觉我很难回答,至少我认为我回答的你肯定不满意。
                                          -------------------------------------------------------------
                                          从形式上看,现在的适配条件更多的是一种“代数规则”:缩并与微分是可交换的。但这种形式是如此地代数,以至于不能很直观地看出其中的几何联系。
                                          相比来说,从测地线来给出适配似乎更加“几何”一点:
                                          ----------------------------------------------------------
                                          对于黎曼几何,如你所说测地线也许更“几何”一点,也如你所说,对于抽象来说,测地线很难推广到一般几何的,不是所有的力都像引力那样解释成时空的弯曲。
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                                              分拆得真散……
                                              能否简要说说重点?分拆得太散了,而且感觉逻辑链条不是很明显……

                                              至于最后一天,我想和我们所讨论的问题一点关系都没有。
                                              我没有讨论物理,一点物理都没讨论,所以我不知道你为什么要牵扯到引力的问题上。
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                                                  嗯,到现在为止,一点物理都没有,干嘛扯到引力?
                                                  以前LA发过篇《如果只有微分结构》,对照起来看挺有意思
                                                  回复
                                                      回复:46楼
                                                      没有义务这么做,你愿意看就看,不愿意看就不看。
                                                      回复34楼的目的,不是要说服你,我只针对1楼的话回复,免得你的贴还不能插楼似地,后面的太多讨论,我没仔细看,也没具体可以说的,更不知道你的重点在哪里。

                                                      至于最后一条,很明显我想强调的黎曼几何是特殊的几何而已。这和谈物理不物理有什么关系?

                                                      period
                                                      回复
                                                          是你先说“不是所有的力都像引力那样解释成时空的弯曲”。
                                                          这是一个纯数学问题,所以我不知道你为什么要扯到物理上去。
                                                          当然,更不理解你为什么现在反过来说“这和谈物理不物理有什么关系”,因为是你开始谈物理的。
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                                                              咖啡你无视最后一句不就行了?“一直想思考”主要是想说你那种“几何方法”很难推广到一般几何
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                                                                  你说我“为什么牵扯到引力上去了”
                                                                  我只是拿这个做个背景比喻,说明重点,所以又说:“这和谈物理不物理有什么关系?"是用疑问的方式回答你问我“为什么牵扯到引力上去了”。

                                                                  你得主题是你需要的。纠结这些对你我都没必要。所以你对重点的回复才是你想要的。
                                                                  回复
                                                                      大家都别激动。
                                                                      可能我说的话让思考朋友感到不爽了,不过我很想知道这个问题的答案,所以很在意别人岔楼。
                                                                      如果我说的话让你不爽,我这里道歉了。
                                                                      回复
                                                                          其实呢我从头到尾都觉得咖啡说的代数方法好些,原因是简单、直接、好用,觉得非要捣鼓出另外一种定义没什么意思。
                                                                          我的意见和咖啡的一直有分歧。分歧在于咖啡认为用“几何方法”来定义适配才是最自然的,而我一直认为“代数方法”已经足够好了,然后咖啡就追问我“代数方法”比“几何方法”好在哪里,我答不上来,因为我根本不知道怎么用几何方法定义适配。还有前面提到,咖啡想出在黎曼几何里怎么用几何方法定义适配,但很难在一般的几何里这么做。我觉得我们要想得出个结论,就要对为什么要做适配达成共识。
                                                                          一个纯粹的流形,没定义度规也没选定联络的流形,只有微分结构和拓扑结构。要对流形上的张量做协变微分会有五花八门的做法。如果想排除各种各样的协变微分只留下一种,就要求我们引入联络这么一种附加物。还有,引入度规我们就可以谈论矢量的内积。现在这个流形上有两种附加物,一个是联络,另一个是度规。适配条件可以使我们不把联络当成附加物,就是说我们给流形指定了度规后,联络可以通过度规给出。
                                                                          到这里,我们知道,适配条件是用来给指定度规后的流形算联络用的。
                                                                          让我们想想没有度规,但指派了联络的流形可以得到什么。它可以定义曲率张量,可以做两种缩并的(1,3)型张量。可是我们没有度规,做不了指标的上升和下降,不能得到曲率标量,很多有用的东西做不了。
                                                                          回复
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                                                                              事实上,你之所以感觉代数方法简单,是因为对易的东西容易处理。
                                                                              但是,从我所说的几何角度入手来构造适配其实操作很简单。先做极值曲线方程,然后就能得到一个东西,这个东西是度规的一阶导数和矢量的乘积。然后要求协变微分对张量满足莱布尼茨,就可以将上述乘积限制到只差一个扰率的形式。最后要求扰率为零,协变微分的形式就能被唯一确定。
                                                                              回复
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                                                                                  回复
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                                                                                      Finsler,没看过不评论
                                                                                      回复
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                                                                                          回复
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                                                                                              怎么我的数学书里都没有这样东西呢?是数学系才有的吗?还是要硕士以后才有?
                                                                                              回复
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                                                                                                  先说度规。流形上给定一个度规场,就是说如果流形上任意给出两个切矢场,那具体到流形上的一点,就是两个切矢。在该处度规作用到他们上,赋予了“长度”“角度”之类的度量意义。

                                                                                                  再说联络,给定联络就是给定一种平移规则。如果说一个切矢场,其协变导数为0 .那我可以认为切矢场可以通过平移某一点上的一个切矢得到的。

                                                                                                  那么,联络与度规适配,无非就是要求平移是“保度量”的。

                                                                                                  设想一开始说到的两个切矢场,都是通过从一点上的两个切矢平移得到的,那就是两个切矢场的协变导数为0
                                                                                                  然后流形上有一个度规场,作用上去之后就是一个标量场了。
                                                                                                  那所谓“保度量”,无非就是,在这一点,着来年各个切矢的“内积”是这个数。把切矢平移后,在新点的度规下,内积还是一样。也就是说之前得到的标量场应该是一个常值(起码在一个小邻域内)。常值的话,用协变导数一座用,就应该是0吧!然后应用莱布尼兹率拆成三项。由于两个切矢场的是通过平移生成的,因此有两项自动为0.剩下一项是度规的协变导数跟那两个切矢场缩并。又因为这个切矢场是随意指定的,就是说对任意平移得到的切矢场都“保度量”就要求这个最后结果所任意两个切矢场都是0.那就是度规场的协变导数就是0
                                                                                                  了。

                                                                                                  所以说,“适配”从几何上来看就是让平移是“保度量”的。
                                                                                                  回复
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