Pytanie:
Pochodzenie nazwy „połączenie” w geometrii różniczkowej
Golbez
2015-06-07 20:37:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Każdy zetknie się z pojęciem połączenia w geometrii różniczkowej. Ale kto nadał tej nazwie połączenie (lub połączenie afiniczne)? Dlaczego ten operator pochodnej nazywa się połączeniem? Jaki obiekt łączy? Nie mam pojęcia, skąd pochodzi ta nazwa. Dzięki!

Jaki obiekt łączy? Łączy pobliskie (lokalne) przestrzenie styczne na gładkiej rozmaitości. Służy do pokazania zmian stycznych w wyniku transportu równoległego. Zwykle jest oparty na współrzędnych. Nie mam jednak pojęcia, kto ukuł ten termin, ale wydaje się, że jest to dobrze pasująca, oczywista nazwa.
Dwa odpowiedzi:
Conifold
2015-06-08 01:51:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zgodnie z Freeman's Historical Overview of Connections in Geometry Hermann Weyl wprowadził termin „połączenie” w swoim tekście z 1918 roku Reine Infinitesimal Geometrie. Jego definicja wyjaśnia część połączenia, połączenie afiniczne to „ to, co określa, do którego wektora w $ P '$ wektor w nieskończenie bliskim punkcie $ P $ przekształci się pod wpływem przesunięcia równoległego z $ P $ na $ P' $ ”. Część afiniczna pochodzi od Weyla, wymagającego, aby „przesunięcie równoległe” było transformacją afiniczną, tj. Zachowaniem kolinearności i stosunków odległości, ale niekoniecznie samych odległości, od „całości wektorów” w $ P $ do tej przy $ P '$. Rok wcześniej Levi-Civita (i niezależnie Hessenberg i Schouten) wprowadził pojęcie równoległych kierunków i podał geometryczną interpretację krzywizny Riemanna w odniesieniu do transportu równoległego, pisząc „ gdy znane jest prawo, zgodnie z którym przechodzi się z punkt do punktu nieskończenie blisko niego, można natychmiast wykonać przesunięcie równoległych kierunków wzdłuż dowolnej dowolnej krzywej $ C $ ". To jest pierwszy wyraz tej idei, a połączenia związane z metrykami Riemannowskimi są teraz nazywane połączeniami Levi-Civita.

Formalnie powiązania riemannowskie pojawiły się znacznie wcześniej, ale związek z równoległością pozostał nieznany. W 1869 roku Christoffel wprowadził symbole nazwane teraz jego imieniem, które we współczesnej terminologii reprezentują współczynniki połączenia. Jednak interesowało go jedynie klasyfikowanie niezmienników i „ warunków, które wyrażenia różniczkowe drugiego stopnia muszą weryfikować, aby móc przekształcić je w inne przez zmianę zmiennych ”, a nie w żadnych interpretacjach geometrycznych. W latach 90. XIX wieku Ricci-Curbastro zauważył, że ze względu na ich właściwości transformacyjne symbole Christoffela metryki riemannowskiej mogą być użyte do stworzenia „absolutnego rachunku różniczkowego”, znanego obecnie jako rachunek tensorowy, ale użył on terminów „pochodne kowariantne i kontrawariantne”, a nie „ znajomości". W 1901 r. Ricci i jego uczeń Levi-Civita napisali długą ekspozycję nowego rachunku różniczkowego, ale według Levi-Civity „ przez wiele lat był używany prawie wyłącznie przez jego wynalazcę i kilku jego uczniów ", aż w ogólnej teorii względności" rachunek Ricciego okazał się nie tylko przydatny, ale wręcz niezbędny ". Nawiasem mówiąc, Levi-Civita obszernie korespondował z Einsteinem po 1916 r., Pomagając mu w technicznej stronie rachunku tensorowego w odniesieniu do ogólnej teorii względności.

Kiedy mówisz „[…] podał geometryczną interpretację krzywizny Riemanna”, czy masz na myśli, że Riemann nie miał motywacji geometrycznej do zdefiniowania tensora krzywizny Riemanna?
@Javier Słuszna uwaga, zaostrzyłem język. Riemann nie podaje interpretacji w kategoriach zmiany kierunku transportu wokół pętli. Mówi o „kierunku powierzchni” (co nazwalibyśmy płaszczyzną w przestrzeni stycznej) i przedłużeniu całej geodezji pierwotnie do niej stycznej, co tworzy powierzchnię. Ta powierzchnia ma całkowitą krzywiznę i odnosi się do interpretacji Gaussa w kategoriach nadmiaru kulistego lub nadmiaru powierzchni dla nieskończenie małych trójkątów. http://www.cs.jhu.edu/~misha/ReadingSeminar/Papers/Riemann54.pdf
Alan U. Kennington
2015-06-28 14:11:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli spojrzysz na Raum, Zeit, Materie Weyla z 1918 roku, zobaczysz w indeksie trzy rodzaje powiązań wymienione pod słowem „Zusammenhang”, które teraz tłumaczymy jako „połączenie”. Jego trzy rodzaje powiązań były ciągłe, afiniczne i metryczne. Weyl wyraźnie myślał o powiązaniu afinicznym jako o pośrednim etapie łączności między łącznością topologiczną a pełną metryką riemannowską.

Ricci i Levi-Civita wprowadzili pochodną kowariantną znacznie wcześniej, około 1900/1901, ale Levi- Civita nie mówił o powiązaniach nawet w swojej książce z lat 1925/1926 o rachunku różniczkowym absolutnym. Pierwsza wzmianka Levi-Civity o transporcie równoległym pojawiła się w artykule „Nozione di parallelismo…” z 1917 roku, ale nie użył takiego słowa jak „połączenie”. Ponieważ współcześnie utożsamiamy transport równoległy z połączeniem afinicznym (lub innego rodzaju), można powiedzieć, że pojęcie połączenia powstało w 1917 roku z Levi-Civita. Weyl bezpośrednio dziękuje za to firmie Levi-Civita na stronie 94 „Raum, Zeit, Materie”. Ale to Weyl ukuł termin „połączenie” („Zusammenhang”) przez analogię z łącznością topologiczną, aby oznaczać ideę lokalnego równoległego transportu wektorów. Tak więc motywacją dla nazwy „połączenie” była analogia z łącznością topologiczną.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...