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最新动态 16小时前
之前第一次接触微分流形,真的是一头雾水,能够
理解其定义:局部同胚于欧几里得空间的拓扑空间,并且这个同胚映射及其逆映射都是无穷可微的。也就是说,光滑流形是一个在微观上看起来像是欧几里得空间的拓扑空间。
但做不到抽象表述,甚至完全看不懂那些公式推导在干什么。
我记得当时连切空间都无法理解。这次看倒是理解了一些,有了大致框架:
关键点是两定理和四概念。具体为,单位分解定理。
和Stokes定理;切向量、切空间、切向量场、张量场。
1)单位分解定理。利用点集拓扑学的概念,让流形和光滑函数族建立关系,目的是抛开全局坐标系的概念,或者说,用拓扑几何代替解析几何
2)光滑函数族,必定有导数,导数对应切向量,所有切向量组成切空间。切空间和其他有一定结构的空间一样,也是一个集合
3) 很多物理量是不依赖于(全局)坐标的,很自然把带分量的张量拓展到光滑函数族。这就是微分流形上的张量。通过切向量场的概念导出张量场
4)有了张量场,就可以计算,比如协变形式、外代数、外微分、楔积等
5)最后又回到流形,通过坐标卡集的概念定义可定向微分流形和带边流形,目的是为后面的积分确定边界和方向
6) 有了可定向微分流形和外微分,自然就可以积分。流形的积分需要推广到流形的Stokes定理
而切空间就很简单了,1维曲线在某点的线性近似?
即切线,2维曲面在某点的线性近似即切平面,接着延伸就是切空间
李群很特殊,即具有微分流形的结构,同时具有群结构,且群运算是光滑的。李代数SO(D)即是李群流形SO(D)在单位元处的“切空间”。李群的单位元即李代数的零元。
这两者的关系可参考图片