题目

为什么说黎曼几何是欧几里得几何和罗巴切夫斯基的非欧几何更为一般的几何学?

提问时间：2021-03-16

答案

黎曼几何以欧几里得几何和种种非欧几何作为其特例.例如：定义度量（a是常数）,则当a＝0时是普通的欧几里得几何,当a＞0时 ,就是椭圆几何 ,而当a＜0时为双曲几何（罗巴切夫斯基几何）.
黎曼将曲面本身看成一个独立的几何实体,而不是把它仅仅看作欧几里得空间中的一个几何实体.他首先发展了空间的概念,提出了几何学研究的对象应是一种多重广义量 ,空间中的点可用n个实数（x1,……,xn）作为坐标来描述.这是现代n维微分流形的原始形式,为用抽象空间描述自然现象奠定了基础.这种空间上的几何学应基于无限邻近两点（x1,x2,……xn）与（x1＋dx1,……xn＋dxn）之间的距离,用微分弧长度平方所确定的正定二次型理解度量.亦即 （gij）是由函数构成的正定对称矩阵.这便是黎曼度量.
黎曼认识到度量只是加到流形上的一种结构,并且在同一流形上可以有许多不同的度量.黎曼以前的数学家仅知道三维欧几里得空间E3中的曲面S上存在诱导度量ds2＝Edu2＋2Fdudv＋Gdv2,即第一基本形式,而并未认识到S还可以有独立于三维欧几里得几何赋予的度量结构.黎曼意识到区分诱导度量和独立的黎曼度量的重要性,从而摆脱了经典微分几何曲面论中局限于诱导度量的束缚,创立了黎曼几何学.