通俗地說,張量在數學上理解為多重線性函式,在物理上可以理解為在不同座標系(參考係)下有不同表示的量。
對偶空間:設
對偶空間。
也就是說,對於線性變換
求和約定:
代表 ,即上下同時出現乙個指標表示對其求和。
對於向量來講,有線性變換
也就是
或者 (後文討論區別)。
雙線性型:雙重線性函式
對 和
都保持線性,即:
其中 是向量,
是實數。多重線性函式以此類推。
張量積:最簡單的想法是
,即結果是乙個分塊矩陣
。下面進入正題。
實際上,雙線性型定義出了一種積,這種積是對參與運算的元素分別進行線性變換,使得它們成為同乙個向量後,再進行運算。就拿二元情況來說,有
,則 有:
對於二次型來講:
其中 我們把中間起作用的矩陣叫做張量,它的基底是
,它是乙個
階方陣。並且我們把
看作乙個一維張量(向量)的話,就把
稱為反變張量,把
稱作協變張量。n階張量實際上可以找出
個反變基,
個協變基,於是把這個張量稱作
階反變
階協變的張量(或者
權逆變
權協變
秩張量)。
所謂協變是指與變換
一致。反變(逆變)是指與變換
一致。如果是學習過場論的同學,就會知道雙線性型最中間的
其實就是
度規張量。
比方說對於歐幾里得空間,有度規
,意思是:
如果在這個空間中有乙個
,那麼
有長度的平方:
。所以物理上,度規張量意味著如何測量空間中的「距離」。
張量的運算遵循著:
,其中
都是矩陣元素符號。
而張量的縮並運算是指對張量
進行以下運算:令
,有 。三元情況為
。所以對
秩張量來說,進行縮並運算會得到乙個
秩的張量。而對於
階張量來說,縮並就是求跡(trace),得到的是各個特徵值的和,所以縮並的物理意義在於:得到座標系變換下的不變數。
例如:
其中 代表對某張量進行縮並運算,實際上就是將參與張量積的兩個向量分別轉置後求積。
應力偏張量的物理意義 證明應力是對稱張量
應力的對稱性源於動量矩定理,而應變的對稱性是天然的。矩陣對稱意味著矩陣可以對角化,其特徵向量是相互垂直的。因此,應力 應變 對稱意味著其應力 應變 主軸是相互垂直的。關於張量可以參考 hsuty 什麼是張量 tensor zhuanlan.zhihu.com 關於應變張量可參考 hsuty 什麼是應...
應力偏張量的物理意義 形式化的意義
在自然科學中,數學的巨大應用,有點介於神秘的邊界,對此還沒有合理的解釋.eugene wigner 引子 在從事科學活動的時候,我們需要知道自己在做什麼嗎?我們如何理解乙個公式的意義?所謂理解,就是將事物納入自己已有的框架之中 我們必須先要有乙個框架,否則任何理解都是不可能發生的.框架 framew...
卷積的物理意義
卷積這個東東是 訊號與系統 中論述系統對輸入訊號的響應而提出的。因為是對模擬訊號論述的,所以常常帶有繁瑣的算術推倒,很簡單的問題的本質常常就被一大堆公式淹沒了,那麼卷積究竟物理意義怎麼樣呢?卷積表示為y n x n h n 使用離散數列來理解卷積會更形象一點,我們把y n 的序列表示成y 0 y 1...