张量

通俗解释张量如下：1） 在物理中，张量就是不随坐标系变化而变化的量。比如一根木头，随意割出一个长方体，各个面的弹性系数是不同的。六个面，18个量。由于是对称的，所以我们把这个9个量的二阶矩阵称为张量。以此类推，可以得出应力张量、应变张量。注意这些张量可以是固体存在，也可以适用于流体。2） 上述是牛顿力学范畴。其他领域也是一样的，比如电导率、磁化率、介电常数、热导率都是二阶张量。3） 其实量子力学也可以仿造之，得出惯性张量（类似弹性系数张量）和极化张量（类似应变张量）。表示核外电子在同一场强下的不同方向上的惯性和变形情况。4） 惯性张量和极化张量是电子的防御情况。如果考虑入射的电磁波，那么光会发生偏振。光通过某些物质，偏振面发生了旋转，这个现象称为旋光现象。 这些物质所具有的这种性质成为旋光效应或旋光性。把不同方向的旋光性组合成旋光张量。5） 电和磁是电磁波的两个分量。对于确定的电磁波，显然电和磁是不随坐标系变化而变化的，所以可以定义电磁张量。此时，麦克斯韦方程就可以从矢量形式改为张量形式。

1： 张量（tensor)是几何与代数中的基本概念之一。 从代数角度讲， 它是向量的推广。我们知道， 向量可以看成一维的“表格”（即分量按照顺序排成一排）， 矩阵是二维的“表格”（分量按照纵横位置排列）， 那么n阶张量就是所谓的n维的“表格”。 张量的严格定义是利用线性映射来描述的。与矢量相类似，定义由若干坐标系改变时满足一定坐标转化关系的有序数组成的集合为张量。 从几何角度讲， 它是一个真正的几何量，也就是说，它是一个不随参照系的坐标变换而变化的东西。向量也具有这种特性。 有时候，人们直接在一个坐标系下，由若干个数（称为分量）来表示张量，而在不同坐标系下的分量之间应满足一定的变换规则（参见协变规律，反变规律），如矩阵、多变量线性形式等都满足这些规律。一些物理量如弹性体的应力、应变以及运动物体的能量动量等都需用张量来表示。在微分几何的发展中，C.F.高斯、B.黎曼、E.B.克里斯托费尔等人在19世纪就导入了张量的概念，随后由G.里奇及其学生T.列维齐维塔发展成张量分析，A.爱因斯坦在其广义相对论中广泛地利用了张量。 标量可以看作是0阶张量，矢量可以看作1阶张量。 张量中有许多特殊的形式， 比如对称张量、反对称张量等等。

张量（Tensor）是一个定义在的一些向量空间和一些对偶空间的笛卡儿积上的多重线性映射，其坐标是|n|维空间内，有|n|个分量的一种量， 其中每个分量都是坐标的函数， 而在坐标变换时，这些分量也依照某些规则作线性变换。r 称为该张量的秩或阶（与矩阵的秩和阶均无关系）。在同构的意义下，第零阶张量 （r = 0） 为标量 （Scalar），第一阶张量 （r = 1） 为向量 （Vector）， 第二阶张量 （r = 2） 则成为矩阵 （Matrix）。例如，对于3维空间，r=1时的张量为此向量：（x,y,z）。由于变换方式的不同，张量分成协变张量 （Covariant Tensor，指标在下者）、逆变张量 （Contravariant Tensor，指标在上者）、 混合张量 （指标在上和指标在下两者都有） 三类。在数学里，张量是一种几何实体，或者说广义上的“数量”。张量概念包括标量、向量和线性算子。张量可以用坐标系统来表达，记作标量的数组，但它是定义为“不依赖于参照系的选择的”。张量在物理和工程学中很重要。例如在扩散张量成像中，表达器官对于水的在各个方向的微分透性的张量可以用来产生大脑的扫描图。可能最重要的工程上的例子就是应力张量和应变张量了，它们都是二阶张量，对于一般线性材料他们之间的关系由一个四阶弹性张量来决定。虽然张量可以用分量的多维数组来表示，张量理论存在的意义在于进一步说明把一个数量称为张量的涵义，而不仅仅是说它需要一定数量的有指标索引的分量。特别是，在坐标转换时，张量的分量值遵守一定的变换法则。张量的抽象理论是线性代数分支，现在叫做多重线性代数。

张量（tensor）理论是数学的一个分支学科，在力学中有重要应用。张量这一术语起源于力学，它最初是用来表示弹性介质中各点应力状态的，后来张量理论发展成为力学和物理学的一个有力的数学工具。张量之所以重要，在于它可以满足一切物理定律必须与坐标系的选择无关的特性。张量概念是矢量概念的推广，矢量是一阶张量。张量是一个可用来表示在一些矢量、标量和其他张量之间的线性关系的多线性函数。张量的理论来源。亚瑟·凯莱（Arthur Cayley)着力研究的不变量理论（invariant theory)导致了矩阵理论的建立，引进了现代意义上的行列式的代数表达，这成为射影几何的重要工具。凯莱的不变量理论产生于19世纪前半叶的英国着重对代数及代数在几何方面的应用研究这样的背景下。矩阵理论对线性变换的研究引进了向量的代数定义，而这是张量概念的先导。

张量：一个物理量如果必须用n阶方阵描述，且满足某几种特定的运算规则（也就是说，这方阵通过这几种运算后得到的结果是规则指出的），则这个方阵描述的物理量称为张量。举例：矢量就是一个2阶张量，它可以用2阶方阵描述，且满足特定的运算规则（2阶情况下简化为平行四边形定则）。此外如函数和其梯度（场）、向量场、外微分形势、黎曼度量等都是张量注释：1、张量在物理上用的多，但是是一个数学的概念，是微分几何研究的一个方向2、概念的核心：张量的分量在坐标变换下满足适当的变换律。

还记得上大学时，张量分析是让所有人都晕头转向的课。

张量就是广义的“数量”概念,比如零阶的张量就是一个数（纯量）,一阶张量就是矢量,二阶的就是矩阵,这样类推. 我们要怎么来表示一个“数量”,是和这个数描述的对象的自由度相关的.考虑一个质点如果它是固定的,那我们就只用“质量”这个纯量来描述,如果它可以平移,那么一瞬间的状态就需要用一个矢量描述（比如动量）,如果它还能转动,那么角动量和动量综合来看就要用一个矩阵表述了,再加上其它的自由度,那么用来描述它状态的量就越来越复杂. 一个典型的应用就是材料力学里的应力张量,材料内部一点的应力可以用三个分量的正应力和三个分量的剪切应力来描述,因为正应力和剪应力是相互独立的自由度,综合来看应力就需要用一个3X3的矩阵来表示.

张量的意思是：在数学里,张量是一种几何实体,或者说广义上的“数量”。张量概念包括标量、向量和线性算子。张量可以用坐标系统来表达,记作标量的数组,但它是定义为“不依赖于参照系的选择的”。张量的简介：张量理论是数学的一个分支学科，在力学中有重要应用。张量这一术语起源于力学，它最初是用来表示弹性介质中各点应力状态的，后来张量理论发展成为力学和物理学的一个有力的数学工具。张量之所以重要，在于它可以满足一切物理定律必须与坐标系的选择无关的特性。张量概念是矢量概念的推广，矢量是一阶张量。张量是一个可用来表示在一些矢量、标量和其他张量之间的线性关系的多线性函数。“张量”一词最初由威廉·罗恩·哈密顿在1846年引入，但他把这个词用于指代现在称为模的对象。该词的现代意义是沃尔德马尔·福格特在1899年开始使用的。这个概念由格雷戈里奥·里奇-库尔巴斯特罗在1890年在《绝对微分几何》的标题下发展出来，随着1900年列维-奇维塔的经典文章《绝对微分》的出版而为许多数学家所知。随着1915年左右爱因斯坦的广义相对论的引入，张量微积分获得了更广泛的承认。

1.张量张量（ tensor )：超过二维的数组，一般来说，一个数组中的元素分布在若干维坐标的规则网格中，被称为张量。如果一个张量是三维数组，那么我们就需要三个索引来决定元素的位置 A ( i , j , k )，张量通常用加粗的大写字母表示。2.向量向量（ vector )：一个向量表示一组有序排列的数，通过次序中的索引我们能够找到每个单独的数，向量通常用粗体的小写字母表示。向量中的每个元素就是一个标量，向量相当于 Python 中的一维数组。3.区别：向量就是我们除了知道棍子的长度之外还知道棍子指向的是左边还是右边。 矩阵就是除了知道向量知道的信息外还知道棍子是朝上还是朝下。张量就是除了知道矩阵知道的信息外还知道棍子是朝前还是朝后。

有两种定义张量的方法：1. 按变换规律定义若一坐标系 中 个量 与另一坐标系 中 个量 间满足交换规律 则 称为r阶逆变和s阶协变混合张量的分量。若s=0，则 称为r阶逆变张量的分量。若r=0，则 称为s阶协变张量的分量。上述这种张量记法称为分量记法。2.按不变性定义凡可以在任何坐标系中写成下列不变性形式的量定义为r+s阶张量： 式中 和 分别为坐标系 和 中的协（逆）变基矢量。上述这种张量记法称为不变性记法或并矢记法。

http://www.mech.pku.edu.cn/elasweb/course/cha1-2.htm

简单的说：张量概念是矢量概念和矩阵概念的推广,标量是零阶张量,矢量是一阶张量,矩阵（方阵）是二阶张量,而三阶张量则好比立体矩阵,更高阶的张量用图形无法表达.度量张量 维基百科,自由的百科全书 (重定向自量度张量) 黎曼几何的度量张量（在物理学上称度规张量）是二阶对称非退化张量用来衡量度量空间中的距离及角度.回

张量：一个物理量如果必须用n阶方阵描述，且满足某几种特定的运算规则（也就是说，这方阵通过这几种运算后得到的结果是规则指出的），则这个方阵描述的物理量称为张量。 举例：矢量就是一个2阶张量，它可以用2阶方阵描述，且满足特定的运算规则（2阶情况下简化为平行四边形定则）。 此外如函数和其梯度（场）、向量场、外微分形势、黎曼度量等都是张量注释：1、张量在物理上用的多，但是是一个数学的概念，是微分几何研究的一个方向2、概念的核心：张量的分量在坐标变换下满足适当的变换律。

张量可以表述为一个值的序列，用一个向量值的定义域和一个标量值的值域的函数表示。这些定义域中的向量是自然数的向量，而这些数字称为指标。例如，3阶张量可以有尺寸2、5和7。这里，指标的范围是从<1,1,1,>到<2,5,7>。张量可以在指标为<1,1,1>有一个值，在指标为<1,1,2>有另一个值，等等一共70个值。（类似的，向量可以表示为一个值的序列，用一个标量值的定义域和一个标量值的值域的函数表示，定义域中的数字是自然数，称为指标，不同的指标的个数有时称为向量的维度。）

转动惯量J是指定轴转动时的惯性大小;而惯性张量I是指定点转动时的惯性大小.其次，对J，当转轴取定后，它是一个常数;而对I，当刚体转动的定点取定时，由于通过该点可以建立许多坐标系，所以I的分量还与所取坐标系有关.I 在某点取定的坐标系上各分量的大小是一定的，但在同一点的不同坐标系上各分量相应的值就不同了，它们满足张量的变换关系.可以证明，在有的坐标系中I的表示较简单，只有对角元素，这时的坐标轴称为惯性主轴.另外，J是一常数，动量矩的方向与角速度的方向一致;而I是二阶张量，动量矩的方向一般与角速度的方向不一致.由于定点转动包括了瞬时定轴转动，因此了与J有一定内在联系，应该可以由惯性张量来求得转动惯量.