微分几何学的埃尔朗根纲领

如题所述

《埃尔朗根纲领》对微分几何的影响 比克里斯托费尔、李普希茨解决二次微分形式的相互转换问题稍迟一些,1872年(C.)F.克莱因在德国埃尔朗根大学作就职演讲时,阐述了《埃尔朗根纲领》,这就是把几何学定义为研究变换群所作用的空间,例如欧氏空间具有刚体运动群,所研究的对象是在刚体运动群下不变的性质。射影空间具有射影变换群,仿射空间与共形空间分别具有仿射变换群与共形变换群等等。这样就用变换群对已有的几何学进行了分类。这些几何学中所研究的对象是在相应变换群下不变的性质。这种用群论统一几何学的思想把几何学与李群结合起来了。在《埃尔朗根纲领》发表后的半个世纪内,它成了几何学的指导原理,推动了几何学的发展,导致了射影微分几何、仿射微分几何、共形微分几何的建立。特别是射影微分几何起始于1878年阿尔方的学位论文,后来1906年起为E.J.威尔辛斯基为代表的美国学派所发展,1916年起为以G.富比尼为首的意大利学派所发展。20世纪30年代起中国苏步青及其学生们以及苏联С.∏.菲尼科夫等进一步发展了射影微分几何。
另一方面,克莱因的《埃尔朗根纲领》与狭义相对论完美地相配合,狭义相对论中的一个原理是洛伦茨群下场方程的不变性,这导致了克莱因成为狭义相对论的最早支持者之一。洛伦茨结构在相对论中起了基本的作用。
当克莱因制定《埃尔朗根纲领》时,已观察到黎曼几何并不包括在内,因为一般的黎曼空间,除恒等变换外,并不含有其他等长变换。经过W.K.J.基灵,É.(-J.)嘉当的努力,使得李群成为微分几何的有力工具,而李群本身也成为微分几何的研究对象,它的推广就是齐性流形即容有可迁变换群的微分流形,这就给出了埃尔朗根纲领中所设想的几何空间的最一般形式。在齐性流形中,具有正定黎曼度量的齐性黎曼流形,特别是对称空间,显得特别重要。

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