黎曼求和法 海绵弯曲,弯曲部分被空气充满,请问时空弯曲的时候充满弯曲部分的是什么?

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黎曼求和法

海绵弯曲,弯曲部分被空气充满,请问时空弯曲的时候充满弯曲部分的是什么?

海绵弯曲,弯曲部分被空气充满,请问时空弯曲的时候充满弯曲部分的是什么?

先来说一说几何学或广义相对论中空间弯曲的基本定义,再来看看如何形象的理解空间弯曲。
按照几何学,如果空间中两点之间的距离公式符合勾股定理,则空间就是平直的,否则,空间就是弯曲的。二维平直空间中的两点间的距离公式,即勾股定理,可以写为:ds^2dx^2+dy^2,其中,dx,dy和ds分别是在x方向、y方向及两点连线的方向上的距离测量值的微分。在黎曼几何中,二维的弯曲空间中的两点之间的距离公式被写成如下的通用形式:ds^2r11dx^2+r12dxdy+r21dydx+r22dy^2=rijdxidxj,式中,r11、r12等等以及后面的rij都是各个微分项的系数,11、12等等以及ij均为下标。如果r11=r22=1,r12=r21=0,该式就变成了平直空间中的勾股定理。如果空间是弯曲的,则这几个系数不仅不为0,而且还有可能是坐标x、y的函数,即rijrij(x、y),随地点x、y的不同而变化。最后的那个写法叫作“爱因斯坦惯例”,是一种简化写法,它省略了求和,但是已事先约定,这种写法中凡是重复出现的指标都要求和(逆变和协变等概念我这里就不讲了)。在三维平直空间中,两点之间的距离公式就是ds^2dx1^2+dx2^2+dx3^2,三维弯曲空间中两点之间的距离公式,我就直接按照“爱因斯坦惯例”写出,为ds^2rijdxidxj,不过,下标i、j要从1开始一直取到3。如果因为我描述不清而没看懂,也不要紧,只要记住,如果空间中两点之间的距离符合勾股定理,则空间就是平直的,否则,空间就是弯曲的。这就是空间平直和弯曲的基本定义。
所以,我们所在的空间究竟是平直还是弯曲的,需要经过实测才能确定,实测发现空间中两点之间的距离符合勾股定理,则我们所在的空间就是平直的,否则,就是弯曲的。
下面再来看看如何形象的理解空间弯曲。
球面就是一个弯曲的二维空间,在球面上,勾股定理不能成立。同样,任何一个任意弯曲的面,都是一个弯曲的二维空间。有人说,球面,显然是一个三维空间中的几何结构,而且,在这个三维空间中,三维的勾股定理是成立的,空间是平直的。这样理解也没有错,这相当于说,球面,可以无变形的镶嵌进平直的三维空间中。但是,生活在球面上的智慧生物,他们认识不到第三维的存在,但他们也能在球面上进行测量,并发现,他们所在的二维空间中,勾股定理不能成立,他们是生活在一个弯曲的二维空间中。在平直的三维空间中,能够描述这个球面,但是,仅使用二维空间,但增加一个“弯曲”的概念,用弯曲的二维空间这个概念,也能描述球面。空间究竟有几维,就看空间中两点之间的距离公式中(不论是勾股定理还是ds^2rijdxidxj),独立变量xi的个数有几个。如果用平直的三维空间来描述弯曲的二维平面,则增加了一个维度,增加的东西就大多了。用弯曲的二维空间来描述球面,我们不需要增加一个维度,仅仅需要增加“弯曲”这个概念就可以了。
二维空间的弯曲,可以用一个三维平直空间中的一个曲面来形象的理解,但三维空间的弯曲该怎样形象的理解呢?同样,要形象的描述三维空间的弯曲,就需要一个平直的四维空间,用这个平直的四维空间作参照,才可画出三维空间的弯曲。弯曲的三维空间,其实只是平直的四维空间中的一个几何体的“表面”,就像弯曲的二维空间,如那个球面,只是平直的三维空间中的一个球体的表面一样,但我们不是生活在四维空间中,无法画出一个四维空间中的几何体。所以,我们无法形象的理解三维空间的弯曲,无法画出三维空间的弯曲。同样,我们更无法形象的理解“四维时空”的弯曲,无法画出一个弯曲的“四维时空”。
要理解三维空间的弯曲,四维时空的弯曲,最好还是按空间弯曲的基本定义来理解,即,如果实测发现勾股定理成立,则我们所在的空间就是平直的,否则,就是弯曲的。
最后,连接一篇我关于广义相对论中的四维时空弯曲的一个观点。
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n的平方分之一数列,怎么求和?

有啊,怎么没有公式?这个和被称之为黎曼泽塔函数(Riemann Zeta(ζ) function)。指数为2时,和是 Σ_(1