Affine Differential Geometry

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出版者:Cambridge University Press
作者:Katsumi Nomizu
出品人:
页数:280
译者:
出版时间:2008-6-5
价格:USD 77.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780521064392
丛书系列:
图书标签:
  • Geometry
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  • 曲线
  • 曲面
  • 张量
  • 几何分析
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具体描述

This is a self-contained and systematic account of affine differential geometry from a contemporary view, not only covering the classical theory, but also introducing more modern developments. In order both to cover as much as possible and to keep the text of a reasonable size, the authors have concentrated on the significant features of the subject and their relationship and application to such areas as Riemannian, Euclidean, Lorentzian and projective differential geometry. In so doing, they also provide a modern introduction to the last. Some of the important geometric surfaces considered are illustrated by computer graphics, making this a physically and mathematically attractive book for all researchers in differential geometry, and for mathematical physicists seeking a quick entry to the subject.

《仿射微分几何》 本书深入探讨了仿射微分几何的核心概念与理论。仿射微分几何是研究流形上仿射联络的几何理论,它在广义相对论、规范场论、整体几何等多个物理和数学领域扮演着至关重要的角色。 第一部分:基础理论与结构 我们将从最基础的数学工具开始,为读者建立坚实的理论基础。 微分流形初步: 介绍微分流形的定义、切空间、向量场、微分形式等基本概念。我们将详细阐述流形的局部坐标系、光滑函数、光滑映射以及它们在构建几何对象中的作用。 仿射联络: 仿射联络是仿射微分几何的核心。我们将详细定义仿射联络,并探讨其性质,如平行移动、协变导数、曲率张量和挠率张量。我们将展示如何利用仿射联络来定义流形上的仿射结构,并讨论平凡联络、黎曼联络与仿射联络之间的关系。 仿射等距与仿射变换: 研究仿射等距的概念,即保持仿射结构不变的变换。我们将分析仿射变换在流形上的作用,以及它们如何定义仿射等价类。 第二部分:曲率、测地线与仿射结构 本部分将深入研究仿射联络所蕴含的几何信息,特别是曲率的含义以及测地线的性质。 曲率的几何意义: 详细解析曲率张量,特别是里奇曲率和标量曲率,并探讨它们在描述流形几何形状时的作用。我们将展示曲率如何影响平行移动的闭合回路,以及曲率的消失(即平坦联络)意味着什么。 测地线理论: 定义仿射联络下的测地线,并研究其性质,包括存在性、唯一性以及与仿射变换的关系。我们将探讨测地线的动力学解释,以及它们如何反映流形上的“直线”概念。 仿射结构与等温坐标: 引入仿射结构的严格定义,以及如何利用仿射联络来刻画仿射结构。我们将讨论等温坐标的概念,以及它们在简化某些仿射几何问题中的应用。 第三部分:特殊仿射结构与现代应用 本部分将聚焦于一些重要的特殊仿射结构,并简要介绍仿射微分几何在现代科学中的应用。 黎曼几何中的仿射结构: 讨论黎曼流形上的标准仿射联络(列维-奇维塔联络),并研究其与曲率张量的深刻联系。我们将介绍黎曼几何中的关键定理,如高斯-博内定理,并阐述其仿射几何的视角。 伪黎曼几何中的仿射结构: 探索伪黎曼流形上的仿射联络,特别是广义相对论中的时空度规所诱导的仿射结构。我们将介绍引力场方程的几何解释,以及仿射几何在理解时空弯曲中的作用。 仿射微分几何的现代进展: 简要介绍仿射微分几何在数学物理中的前沿研究方向,例如在规范场论、弦论和量子引力中的应用。我们将提及仿射海森堡群、仿射Grassmannian等更高级的概念,并展望未来的研究前景。 本书特色: 循序渐进的结构: 从基础概念入手,逐步深入到复杂的理论和应用,适合不同背景的读者。 严谨的数学表述: 采用清晰、精确的数学语言,提供严格的定义和定理证明。 丰富的例子与图示: 配以恰当的例子和示意图,帮助读者更好地理解抽象的几何概念。 拓展性强: 为读者提供进一步学习的线索和参考文献,鼓励独立思考和深入研究。 目标读者: 本书适合数学、物理等相关专业的本科生、研究生以及对微分几何和数学物理感兴趣的研究人员。具备基础的微积分、线性代数和拓扑学知识的读者将能更好地掌握本书内容。 《仿射微分几何》 将引导读者踏上一段探索流形几何奥秘的旅程,揭示仿射结构如何塑造我们对空间和时空的理解,并为解决复杂的科学问题提供强大的数学工具。

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读后感

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用户评价

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我试图将书中的某些章节内容,应用于我正在研究的广义相对论中的曲率分析。理论上,微分几何的工具箱应当是通用的,然而,当我尝试将书中所描述的那些特定的张量运算和联络结构移植到洛伦兹流形上时,却发现它们并不总是直接适用,或者说,应用起来需要进行大量的“重新适配”工作。这让我不禁怀疑,这本书的真正目标读者群究竟是哪一类群体?它似乎过于聚焦于某个小众的、甚至有些自成一派的数学分支,以至于牺牲了与其他主流几何学派之间的对话能力。我期待的是一本能够搭建桥梁的书,能展示如何用一套统一的语言去审视不同数学分支中的相似结构。相反,这本书更像是一个自我封闭的花园,里面生长着精心培育但极少被外界知晓的奇异植物。如果作者能增加一个“与其他几何分支的比较”章节,哪怕是简要提及,也会大大提升其作为参考书的实用价值。

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坦白说,这本书的写作风格非常“学术化”,充满了精确的定义和无懈可击的逻辑链条,这固然是严谨的标志,但也使得阅读过程缺乏必要的“人情味”。我翻阅了一些其他领域的优秀教材,它们总能通过一些巧妙的比喻或历史典故来软化那些坚硬的数学概念。例如,描述向量场的散度时,会引用流体动力学的例子;讲解测地线时,会提及航海或工程中的实际路径优化问题。在这本《Affine Differential Geometry》中,我找不到这些能够让人会心一笑的瞬间。它更像是一份纯粹的、为同行准备的备忘录,假定读者已经完全掌握了所有前置知识和背后的全部动机。对于那些渴望通过阅读来激发研究灵感、或是寻求对某一概念的更深层哲学思考的读者来说,这本书提供的满足感是有限的,它提供的是“如何计算”,而非“为何要这样计算”。因此,我很难向那些寻求启迪而非纯粹技术深度的同行推荐它。

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我花了整整一个周末的时间,试图完全沉浸于这本书所构建的数学世界里,希望能找到一条通往其核心思想的捷径。我原本是冲着它标题中“微分几何”的普适性而来的,期待能从中找到一些关于如何处理非线性系统的有效工具,或者至少是关于如何用微分形式语言来描述物理场的新颖视角。书中对于某些特定代数结构的引入,虽然从技术角度来看是无可挑剔的,但其与几何直觉之间的桥梁搭建得过于陡峭。我常常在想,如果作者能用更具启发性的例子,比如某个具体的工程问题或是在现代物理学中的实际案例来佐证这些抽象概念的必要性,那阅读体验或许会大不相同。现在的阅读过程更像是一场艰苦的攀登,每一步都需要极大的心智投入,但到达顶峰后,展现在眼前的风景似乎与预期的宏大叙事有所出入。它更像是一部高度专业化的工具手册,而不是一本引人入胜的学术专著,缺乏那种能让初学者或跨领域研究者产生“啊哈!”时刻的灵光乍现。

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这本书的装帧设计着实吸引眼球,封面上那抽象的几何图形,配合深邃的蓝色调,让人一眼就能感受到数学的严谨与美感。初次翻阅时,我对它寄予了很高的期望,毕竟“几何”这个词汇本身就充满了无限的可能性。我本以为会看到关于拓扑学或是经典微分几何的深入探讨,或许是对黎曼几何中曲率张量的细腻分析,甚至是关于辛几何在理论物理中应用的生动阐述。然而,在阅读的过程中,我发现它似乎避开了这些我所熟悉的领域,转而深入到一个更为特定的、需要更高阶数学背景才能触及的知识领域。每一次试图将书中的概念与我已有的知识体系进行关联时,都像是在迷宫中摸索,那些符号和定义如同来自另一个维度的语言,虽然结构上似乎能感受到某种内在的逻辑性,但其具体意图和应用场景却显得异常晦涩难懂。这迫使我不得不频繁地查阅大量的辅助教材,以期理解那些基础概念的铺垫。那种感觉,就像是拿着一把精美的钥匙,却找不到与之匹配的锁孔,心中不免有些许失落和困惑。我更期待的是一种能够将复杂理论可视化、能够引发我更多直觉性理解的叙述方式,而非仅仅堆砌形式化的证明和定义。

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这本书的排版和符号使用方式,着实考验了读者的眼力和耐心。字体选择偏小,间距也比较紧凑,尤其是在处理那些冗长且密集的公式推导时,很容易产生视觉疲劳。更让我感到困扰的是,作者在引入新概念时,往往缺乏一个清晰的历史背景或动机阐述。读到某个关键定理时,我常常会疑惑:这项工作是为了解决哪个悬而未决的问题而诞生的?它与皮卡德-莱夫谢茨理论(Picard-Lefschetz theory)或是某个特定的拓扑不变量之间,究竟存在何种微妙的联系?这些在经典教材中常被详加说明的脉络,在这本书里几乎是付之阙如。这种“黑箱式”的教学法,固然能让资深专家感到高效和节省篇幅,但对于我这样需要“自上而下”理解体系结构的读者来说,无疑增加了理解的门槛。我更希望作者能在关键转折点处,停下来稍作“回顾与展望”,帮助读者定位当前章节在整个理论框架中的战略位置,而不是一味地向前推进。

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