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講義No. 06163 曲がった空間をとらえる「リーマン幾何学」 曲がった空間 あなたも地球が球体であることは知っていると思います。しかし、私たちが普段地上で暮らしていると、地表が湾曲していることを認識することは難しいでしょう。古代ギリシャ人は測量や天体観測から地球が球体であることを知っていて、さらに幾何学的考察からその半径も見積もっていたといいます。幾何学を意味する英語の「geometry」はもともと測量を表す言葉が語源となっています。 地球儀を伸び縮みさせることなく、平面地図として正確に表すことはできません。球面の一部を切り取ってきて、それを平面に引き延ばそうとすると、どうしてもしわが寄ってしまうのです。これは球面が曲がっているからです。リーマン幾何学ではこのように曲がった空間を数学的に取り扱い、「曲率」という概念で空間の曲がり具合をとらえます。 宇宙空間は曲がっている!? 宇宙というと平らな空間がどこまでも広がっているというイメージがありますが、アインシュタインの一般相対性理論によると、実は時空はぐにゃぐにゃと曲がっているのです。宇宙の中に住む私たちにとって、空間が曲がっているというのは、ちょっと理解しにくいかもしれません。光は空間を最短距離で進むという原理がありますが、そのような軌跡をリーマン幾何学では「測地線」と呼びます。光の軌跡を観測することによって、実際に宇宙は曲がっていることを知ることができます。 「微分幾何学」で宇宙の形を探る 空間の曲がり具合、空間の構造を数学的に解き明かすというのは、容易なことではありません。曲面など二次元のものは図に表せますが、高次元になると、それを図に表すことはできず、イメージすることさえも難しくなるからです。微分幾何学ではこのような空間を数式によって表し、その幾何学的な性質を明らかにします。微分幾何学は歴史的にも理論物理学と相互に影響を与えながら発展してきました。いつの日か宇宙全体の形が解明され、リーマン幾何学によって表された宇宙地図を使って宇宙旅行をする日が来るかもしれません。
この巻を買う/読む 通常価格: 1, 080pt/1, 188円(税込) 会員登録限定50%OFFクーポンで半額で読める! 曲がった空間の幾何学 現代の科学を支える非ユークリッド幾何とは(1巻配信中) 作品内容 ※この商品はタブレットなど大きいディスプレイを備えた端末で読むことに適しています。また、文字だけを拡大することや、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用などの機能が使用できません。 現代数学の中の大きな分野である幾何学。紀元前3世紀頃の数学者、ユークリッドによる『原論』にまとめられたユークリッド幾何からさらに発展した、さまざまな幾何の世界。20世紀には物理の世界で大きな役割を果たし、アインシュタインが相対性理論を構築する基盤となった、その深遠な数学の世界を解説します。
シリーズ: 近代数学講座 8 リーマン幾何学 (復刊) A5/200ページ/2004年03月15日 ISBN978-4-254-11658-8 C3341 定価3, 850円(本体3, 500円+税) 立花俊一 著 【書店の店頭在庫を確認する】 テンソル解析を主な道具とし曲線・曲面を微分法を使って探る「曲がった空間」の幾何学の入門書〔内容〕ベクトルとテンソル(ベクトル空間他)/微分多様体(接空間他)/リーマン空間(曲率テンソル他)/変換論/曲線論/部分空間論/積分公式。初版1967年9月15日刊。 目次 第1章 ベクトルとテンソル 1. ペグトル空間 2. 双対ベクトル空間 3. テンソル 4. ユークリッド・べクトル空間 第2章 微分多様体 5. 微分多様体の定義 6. 接空間 7. テンソル場 8. 微分写像 9. リー微分 10. リーマン計量 第3章 リーマン空間 11. 平行性 12. リーマンの接続 13. 曲率テンソル 14. 断面曲率 第4章 変換論 15. 疑似変換 16. 等長変換 17. 共形変換 18. 射影変換 第5章 曲線論 19. 測地線 20. 標準座標系 21. 変分 22. 曲がった空間の幾何学 現代の科学を支える非ユークリッド幾何とは / 宮岡礼子【著】 ＜電子版＞ - 紀伊國屋書店ウェブストア｜オンライン書店｜本、雑誌の通販、電子書籍ストア. フレネ・セレの公式 第6章 部分空間論 23. 部分空間のテンソル場と共変微分 24. 全測地曲面,全臍曲面 25. ガウス,コダッチ,リッチの方程式 第7章 積分公式 26. グリーンの定埋 27. グリーンの定理の応用 参考書 索 引 人名索引 事項索引
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