Теорема Черна–Гаусса–Бонне
-
Основные факты о теореме Черна-Гаусса-Бонне
- Теорема утверждает, что интеграл от кривизны Римана по замкнутому ориентиру n-мерного многообразия равен топологическому индексу.
- Интеграл от кривизны Римана является инвариантом, который не зависит от выбора метрики.
- Теорема была доказана С. С. Черном в 1944 году и является ключевым результатом в теории характеристических классов.
-
Доказательства теоремы
- Черн впервые доказал теорему в 1944 году, используя методы дифференциальной геометрии.
- В 2013 году было найдено доказательство с использованием суперсимметричных теорий.
-
Приложения теоремы
- Теорема имеет множество применений в физике, включая адиабатическую фазу и теорию струн.
-
Особые случаи и обобщения
- В четырехмерных многообразиях формула упрощается, а для гиперповерхностей в евклидовом пространстве существует специальная формула.
- Теорема Гаусса-Бонне является частным случаем для двумерных многообразий.
- Существуют обобщения теоремы на эллиптические дифференциальные операторы и в K-теории.
-
История теоремы
- Шиинг-Шен Черн опубликовал доказательство в 1944 году, не требуя вложения многообразия в евклидово пространство.
- Аллендорфер и Фенхель обобщили результат для римановых подмногообразий, но их доказательство было неполным без теоремы Нэша о вложении.
- Вейль предложил Черну задачу о доказательстве теоремы, и Черн успешно решил ее, опубликовав классическое доказательство в 1945 году.