5.1.4. Определение тензора.
Скалярная величина является тензором нулевой валентности и имеет только одну компоненту. Вектор является тензором первой валентности и имеет
компонент. Этот тензор может быть либо ковариантным — при этом его компоненты должны обозначаться через
либо контравариантным — тогда его компоненты должны обозначаться через
Тензор второй валентности имеет
компонент. Существует три типа тензоров второй валентности:
дважды ковариантный тензор, общая компонента которого может быть записана в виде
дважды контравариантный тензор, общая компонента которого может быть записана в виде
смешанный тензор — один раз ковариантный, один раз контравариантный, — общая компонента которого может быть записана в виде
Компоненты тензора второй валентности могут быть расположены в виде квадратной таблицы. Ниже мы увидим, что между тензором и матрицей имеется сущэственная разница. Часто для указания того, что элементы, входящие в таблицу, являются тензорными, таблицу заключают в круглые скобки:
или сокращенно
Тензор третьей валентности имеет
компонент, которые могут располагаться в виде кубической таблицы. Существует четыре типа тензоров третьей валентности:
Произвольная компонента наиболее общего тензора запишется в виде
ковариантными и
контравариантными индексами. Сумма
валентность тензора, имеющего
компонент. Это не означает, что "математический объект", состоящий из
элементов, является
-валентным тензором в
-мерном пространстве. Определение тензора дается с помощью формул преобразования координат.
Пусть
произвольная компонента
-валентного тензора,
раз ковариантного и
раз контравариантного в некоторой системе координат, а
соответствующая компонента того же тензора в любой
системе координат.
Если
компонента тензора, то преобразование компоненты
в компоненту
происходит по формуле
Наличие
ковариантных и
контравариантных индексов влечет за собой введение
множителей
множителей
Обратное преобразование имеет вид
Если преобразование
и обратно не подчиняется этим формулам, то
не является тензором. Однако выяснение вопроса о том, является ли данная совокупность элементов тензором, путем установления применимости или неприменимости приведенных формул преобразования координат — длинная и сложная операция. Ниже
мы рассмотрим более быстрый способ выяснения этого вопроса.