读者在开始时所需要的理论储备是最少的. 狭义相对论不仅详尽地论述了相对论,
而且就连麦克斯韦理论和解析几何也在其主要内容中得到了发展.
这是整个计划的一部分. 张量微积分的建立 -- 仅仅依靠它,
就有可能充分地表达所讨论的物理知识 -- 占据了相当大的空间.

赫尔曼·外尔
1918 年, 复活节

注: 此处的公式会忽略格式的细节, 比如原书的粗体小写字母表示向量, 一律偷懒忽略加粗. 因为公式并非本书的重点~

欧几里得空间

我们可以说, 直线是由同一无穷小平移及其逆的无限重复的点导出的.
而平面则是通过将一条直线 g 沿另一条直线 h
的无穷小平移及其逆的无限重复导出的.
如果 g 和 h 是通过 A 点的两条不同的直线,
那么如果我们对 g 应用所有使 h 变换成其自身的变换,
所有由 g 产生的直线全体就形成 g 和 h 所确定的公共平面.
只有当我们首先将全等变换的一般概念缩小到平移的概念,
并以此作为公理基础时, 我们才能成功地将逻辑顺序引入几何学的结构中.
然而, 通过这样做, 我们就得出了一个只涉及变换的几何学, 即仿射几何,
在这种几何学的范围内, 一般全等概念必须重新引入.

仿射几何基础

向量 \(e_1\) (乘以实数) -> 直线; 引入另一个非共线向量 \(e_2\), 线性组合 -> 平面; 再引入另一个平面外向量 \(e_3\) 线性组合 -> (三维) 空间.

如果我们首先从 O 点开始度量流形 M 的所有向量, 然后从另一任意点 O' 开始度量,
则得到的两个线性点的总体被称为是彼此平行的. 平行平面和平行直线的定义就包含在这里.
线性变换的概念在仿射几何中所起的作用与全等变换在一般几何中的作用相同,
故而它有着基本的重要性. 在仿射变换中, 线性无关向量仍转化为线性无关向量;
同样地, 一个"h-维线性结构"变成一个相似的结构;
平行变换成平行; 一个坐标系转化为一个新的坐标系.
线性方程组的基本定理是:
那些满足 h 个独立线性方程组的点, 构成 (n - h) 维的点构型.
为了完成从仿射几何到完备度量几何的过渡,
我们还需要一些在线性代数中出现的概念和事实,
这些概念和事实涉及双线性和二次型的概念.
任意两个向量 x 和 y 的函数 Q(x, y),
如果对于 x 和 y 中都是线性形式, 则称为双线性形式.

度量几何基础

因此, 我们看到, 不是向量的长度, 而是向量长度的平方,
它以一种简单的有理方式依赖于向量本身; 它是二次型.
这就是毕达哥拉斯定理的真正内容.
标量积只不过是导出这种二次型的对称双线性形式.
因此, 我们制定如下的公理.

我们必须在这里遵循第一种方法,
以便能够在以后进行超越欧几里得几何学极限的推广.
这一计划从代数的角度来看似乎也是明智的,
因为对所有线性变换保持不变的表达式进行研究,
要比仅仅对正交变换保持不变的那些表达式进行研究要容易得多
(受次要限制的一类转换不容易定义).

虽然这么说不太好, 但还是忍不住拿 从矢量到张量 做个对比, 简直云泥之别! 外尔的娓娓道来, 行云流水, 一气呵成; 而另者, 词条罗列, 资料汇编罢了~

张量

张量代数

张量的对称性质

张量分析. 应力

静电磁场

度量连续统

关于非欧几何的注记

黎曼几何

连续性. 度量性质的动力学观点

任意流形中的张量和张量密度

与仿射相关的流形

曲率

度量空间

关于黎曼几何作为一种特殊情形的考察

群论视角下的度量空间

时空的相对性

伽利略相对性原理

运动场的电动力学 - 洛伦兹相对论

爱因斯坦的相对论

相对论几何学, 运动学和光学

运动物体的电动力学

根据相对论原理的力学

质量与能量

Mie 的理论

广义相对论

运动的相对性, 度量场, 引力

爱因斯坦引力基本定律

静止引力场 - 实验比较

引力波

一体问题的严格解法

引力静力学问题的附加严格解

引力能. 守恒定理

关于整个世界的相互联系

作为电磁现象起源的世界度量结构

应用最简单的作用原理. 力学基本方程