空间曲率张量非0的时候,基底也是沿线变化的。因此协办导数为0,并不是说“平移”后矢量本身不变,而这种变化,恰好归咎于空间本身的几

黎曼空间平行移动(二)

1楼

我想问您在黎曼空间中把一个矢量平行移动(就只是沿着一个路径),当曲率不为0时,它本身(与坐标无关)会变吗?
矛盾产生:
因为仿射空间中就是根据矢量不变推出平行移动条件的,所以由此应该是不变的。但是如果曲率张量不为0,把一个矢量沿闭合路径平行移动,结果到最初点时,分量变化了,而这一点的基矢又一定,意味着矢量本身(与坐标无关)改变了。


2楼

当一个矢量平行移动一圈,如果发生变化,就说明该空间是一个曲率(内禀)不为零的黎曼空间,这正是判别空间弯曲与否的一个条件。没有改变的则曲率(内禀)为零。

一个矢量A_i在一个空间平行移动到另一点,它的改变量和它本身以及移动量dx成比率,再考虑一个比率系数Γ^i_jk的话(实际上就是仿射联络)就可写成:

δA_i=Γ^j_ik*A_j*dx^k

只要空间曲率(内禀)不为零,则仿射联络场Γ^j_ik不为零,所以矢量A_i平移后就有变化量δA_i,可用上式算出。


3楼

广义黎曼空间里面,矢量“平移”以后当然就不是原来的矢量了,因为空间的曲率张量非0的话,那么空间本身就不平,所以所谓的“平移”本来就不是欧式观念下的那种平移。

LZ对于“矢量沿线平移”这句话理解的有问题,原话必然是说“矢量是沿线平移的”而不是说“矢量是沿线平移不变的”。矢量沿线是平移的,等价于该矢量沿线的协办导数为0。这其实反映的是某个矢量场F,在p,q两点(p,q∈曲线γ(τ),τ为γ的仿射参数)取值的差对于q-p的微商。即dF/dt|p=lim(F|q-F|p)/Δτ,Δτ→0,q=p+Δτ,协办导数为0只是意味着F|p和F|q点处矢量场在基底上的分量一样,并不能说明两点的矢量是一样的,原因很简单,因为空间曲率张量非0的时候,基底也是沿线变化的。因此协办导数为0,并不是说“平移”后矢量本身不变,而这种变化,恰好归咎于空间本身的几何性质。


159.226.148.*

4楼

楼主的问题很好,只是有些细节没有搞清楚,才产生了所谓的矛盾:
注意楼主所说的移动其实有两种,虽然它们都是平行移动,但是是有本质不同的。一种平行移动是保持矢量不变的移动,注意种移动只给定一个初始点和初始点的一个初始向量,但并不给出移动的路径,这个初始向量本身也指定了它的移动方向,就按它自己所指定的方向移动下去,如果指明是平行移动的话,就产生一系列不变的矢量,并且产生一个路径,不用说大家都知道这个路径就是所谓的测地线;而另外一种移动就是不但给出移动的初始点,初始向量,还指定移动的路径,自然这路径不一定是测地线,这个初始的矢量就按这个指定的路径移动下去,如果这路径不是测地线,那么移动得到的矢量就是一定要变化的。如果闭合路径是一条完整的测地线,而不是几条测试线拼凑起来的,那么平行移动的矢量也是不变的,例如球面上的任何矢量沿大圆移动,当回到初始点时一定是不变的。

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