協變微分

 

協變微分

前已有

注意,(線性)變換係數是座標的函數,因此不同位置上向量的變動也不一樣。(回憶:Vμ 像是基底向量及梯度向量)

因此,d Aμ 不是一個張量,它涉及不同位置上向量的相減。我們可以直接 (依定義) 寫下 Aμ 的微分再變換座標看看(即上式對 x-barγ 一個微一個不微),結果為

上式 ∂Aμ /∂xβ 果然不是張量

回憶

組合偏微分與Γ,以下可看出滿足張量之形式

因此,定義符合張量

(問題:符合有什麼好?不符合又怎樣?)

(卡氏座標下,Christoffel 符號為零,故協變微分完全同義於一般微分)

 

(補充)幾何詮釋:向量如何平移?

 

協變導數是一個張量

 

反協變導數也可定義

 

對任何張量取協變導數,規則如下:

例如:

 

metric tensor gij 及 Kronnecker delta δij 的協變微分恆為零(見課本習題 1.38 )。

 

 

 

回歸到簡單的(向量場)微分形式

 

見山又再是山:梯度、散度、旋度

 

 

 

愛因斯坦時空方程式(進階、補充)

愛因斯坦方程式超簡介

 

方足以釐清科普的迷思(如宇宙膨脹的效應)

 

規範場論也會用到協變微分