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里奇流

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不同时期的里奇流的2D流形.

里奇-哈密顿流,一般称为里奇流(英语:Ricci flow)在微分几何中是指一种固有的几何学流动,它的主要思想是让流形随时间变形,即是让度规张量随时间变化,观察在流形的变形下,里奇曲率是如何变化的,以此来研究整体的拓扑性质。它的核心是里奇-哈密顿流方程[注 1],是一个拟线性抛物型方程组。

里奇流以意大利数学家格雷戈里奥·里奇-库尔巴斯托罗的名字命名,由美国数学家理查德·哈密顿于1981年首次引入。这个工具同时被俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼用于解决千禧年大奖难题之一的庞加莱猜想[1]。同样的,西蒙·布伦德理查德·肖恩正是使用它,使微分球面定理英语Sphere theorem完成证明。

数学定义

给定黎曼流形上一个度规张量可以计算出里奇张量 则这个度规张量(以及里奇张量)是一族与时间 t 有关的函数(尽管不一定是真实的物理相关的时间),然后里奇流的定义由以下几何演变方程(geometric evolution equation)给出[2]

正规化的里奇流需要结合紧空间流形给出方程:

这里的 是关于标量曲率(为里奇张量的)的平均值,是流形的维数,这个正规化方程保持度量的体积不变。

实际上,这个-2 因数意义不大,因为可以常数乘 t 而使 -2 改写成任意的非零实数。

注释

  1. ^ 或只称为里奇流方程

参考文献

  1. ^ Perelman, Grisha. The entropy formula for the Ricci flow and its geometric applications. November 11, 2002. arXiv:math.DG/0211159可免费查阅 |class=被忽略 (帮助). 
  2. ^ Friedan, D. Nonlinear models in 2+ε dimensions. PRL. 1980, 45 (13): 1057 [2017-11-02]. Bibcode:1980PhRvL..45.1057F. doi:10.1103/PhysRevLett.45.1057. (原始内容存档于2019-06-30).