向量丛 vector bundle 上的联络是一种“微分” bundle sections 的方法,其方式类似于函数
的 exterior derivative
。 特别地,联络
是从光滑截面
到具有 one-forms
的
的光滑截面的函数,并满足以下条件。
1. (莱布尼茨法则), 和
2. .
或者,联络可以被认为是 的 bundle sections 的线性映射,即
与 vector field
的截面,到
的截面,类似于 directional derivative。 函数
在向量场
方向上的 directional derivative 由
给出。 联络与向量场
一起,可以应用于
的截面
,以获得截面
。 从这个角度来看,联络也必须满足
(1)
|
对于任何光滑函数 。 此属性从第一个定义得出。
例如,trivial bundle 允许 flat connection,因为任何 bundle section
都对应于函数
。 然后设置
给出联络。 trivial bundle 上的任何联络都具有
的形式,其中
是在
中取值的任何 one-form,即
是 one-forms 的矩阵。
one-forms 的矩阵
(2)
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确定了在 上的秩为 3 的丛上的联络
。 它通过以下方式作用于截面
。
(3)
| |||
(4)
| |||
(5)
| |||
(6)
| |||
(7)
| |||
(8)
|
在任何 trivialization 中,联络都可以像 trivial bundle 的情况一样描述。 但是,如果丛 不是 trivial,则 exterior derivative
对于 bundle section
不是 well-defined (全局地)。 尽管如此,任何两个联络之间的差异都必须是在
的 endomorphisms 中取值的 one-forms,即,one forms 的矩阵。 因此,联络空间形成一个 affine space。
丛的 bundle curvature 由公式 给出。 在坐标中,
是 two-forms 的矩阵。 例如,在上面的例子中,
(9)
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是曲率。
描述联络的另一种方式是作为 的 tangent bundle
的分裂,如
。
的垂直部分对应于沿纤维的切向量,并且是
的核。 水平部分不是先验 well-defined 的。 联络定义了
的子空间,该子空间与
同构。 它定义了
个 flat sections
使得
,它们是
的 fiber bundles 的 vector basis,至少在
附近。 这些 flat sections 确定了
在
附近的水平部分。 此外,向量丛上的联络可以通过 associated principal bundle 上的 principal bundle connection 来定义。
在某些设置中,存在规范联络。 例如,Riemannian manifold 具有 Levi-Civita connection,由 Christoffel symbols of the first 和 second kinds 给出,它是与度量兼容的唯一无挠联络。 具有 Hermitian metric 的 holomorphic vector bundle 具有与度量和 complex structure 都兼容的唯一联络。