テンソルとは
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2026.01.09


 2階のテンソルとは、ベクトルの写像や座標変換を担う演算子、または、量分布を表し、座標変換によって表現のされ方は変化するけど、それ自体は変わらないもので、ベクトルを異なるベクトルに変換する演算子です。私は前者を「 空間的テンソル 」と言い、後者を「 量場的テンソル 」と言っています。一般的には「 テンソル 」と言えば、後者の意味で用いられますが、線形代数学で用いられる「 テンソル 」は前者です。「 量場的テンソル 」の例は 慣性テンソル応力テンソル です。これらは2階のテンソルです。2階のテンソルは、その表現行列が座標変換によって次のような変換を受けます。
   Т' = CTC−1 ( Tはテンソルの表現行列、Cは座標変換テンソルの表現行列 )

 3階のテンソルとは、ベクトルに作用して2階のテンソルに変換する演算子です。


 0階の量場的テンソル = スカラー
 1階の量場的テンソル = 3次元ベクトル、2次元ベクトル
 2階の量場的テンソル = 3×3の量場的テンソル
 3階の量場的テンソル = 3×3×3の量場的テンソル

 2階の空間的テンソル = 2×2の2次元空間的テンソル
 2階の空間的テンソル = 3×3の3次元空間的テンソル
 2階の空間的テンソル = 4×4の4次元空間的テンソル

 次元のイメージは「 直角な方向 」です。


 3×3の量場的テンソルの表現方法は2次元ですが、3×3×3の量場的テンソルの表現方法は3次元です。2階のテンソルは行列を用いて表現できますが、3階のテンソルは立体図を用いなければ表現できません。3×3×3の量場的テンソルのイメージを述べます。