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平行移动


流形 M 上的平行移动的概念精确地表达了沿着可微曲线 V 平移向量场 V^' 的思想,以获得一个新的向量场 V,该向量场与 M 平行。更精确地说,设 del 为具有仿射联络向量丛联络 c:I->M 的光滑流形,设 I 为从区间 MV_0 in T_(c(t_0))M 的可微曲线,并设 M 为在 c(t_0) 处与 t_0 in I 相切的向量,对于某些 V 。向量场 V_0 被称为沿着 cV(t) 的平行移动,如果 t in IV(t_0)=V_0,则 V(t) 是一个向量场,对于该向量场 V_0

请注意,上述定义中使用限定词“平行”指的是沿着曲线 c 的向量场 V 的平行移动 t in I 必然是协变常数,即 DV/dt 满足

 (DV)/(dt)=0
(1)

对于所有 V,其中,del 表示与 I 相关的 t in I 的唯一协变导数。

微分几何中的一个标准结果是,在上述假设下,平行移动是唯一的。

除了上述定义之外,一些文献以更函数分析的方式定义平行移动。实际上,给定一个区间 V(t) 和一个点 V_0,沿着 c:I->MV_0 的平行移动 V(t) 无非是一个线性变换

 tau_t:T_(c(t_0))M->T_(c(t))M
(2)

c 映射到 t 。显然,这种变换是可逆的,其逆变换简单地由沿着 t_0 的反向部分从 tau_tdel 的平行移动给出。表达式 M 也具有额外的益处,因为尽管它是根据 V_1,...,V_n 上的仿射联络 c 内在地定义的,但它也提供了一种机制,通过该机制,人们可以根据曲线 c(0)=p 上的一组平行向量场 c^'(0)=X_p 恢复流形的仿射联络。特别地,如果 del _(X_p)Y=del _XY(p) 并且 del ,则

 del _(X_p)Y=lim_(h->0)(tau_h^(-1)Y_(c(h))-Y_p)/h
(3)

其中 Y_(c(h)):=Y(c(h)) 是由联络 del _(X_p)Y=del _XY(p) 给出的所需向量场,并且其中 Y_(c(h)):=Y(c(h))


另请参阅

协变导数, 流形, 平行向量, 向量场

本条目由 Christopher Stover 贡献

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参考文献

Do Carmo, M. Riemannian Geometry. Boston, MA: Birkhäuser, 1993.Spivak, M. A Comprehensive Introduction to Differential Geometry, Vol. 2, 3rd ed. Berkeley, CA: Publish or Perish Press, 1999.

请引用为

Stover, Christopher. "平行移动。" 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/ParallelTransport.html

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