هر تانسور از مرتبه ی n در فضایی m- بعدی، ساختاری ریاضیاتی است که n شاخص و  مولفه دارد که از قوانین تبدیلات مختصاتی پیروی می کند.

هر شاخص تانسور، فقط مقادیری در محدوده ی تعداد بعدهای فضای تعریفی اختیار می کند. با این حال دخالت ابعاد فضایی تا حدود زیادی در معادلات تانسوری نامربوط به نظر می رسد. (به استثنای حالت تنجش یافته ی تانسور کرونکر). تانسورها نوع عمومی تر اسکالرها ( که فاقد شاخص هستند) ،بردارها (که تنها دارای یک شاخص اند) و نیز متریک ها (که فقط دو شاخص دارند) می باشند که می توانند تعداد دلخواه شاخص اختیار کنند.

تانسورها بستر ریاضی مناسب و ساده ای را جهت فرمولبندی و حل مسائل متعدد در سیطره ی مباحث گوناگون فیزیک نظیر مکانیک سیالات و نسبیت عام فراهم می کنند.

نمادگذاری هر تانسور عیناْ شبیه به یک ماتریس است، (مثل )، به جز اینکه یک تانسور مثلا ، ،  قدرت انتخاب هر تعداد شاخص دلخواه را شامل هستند. بعلاوه، یک تانسور از مرتبه ی ،از نوع مختلط ـ شاخص یا به اصطلاح "مختلط" ، تلفیقی از  شاخص بالا یا "پادوردا (contravariant)" و  شاخص پایین "هم وردا (covariant)" می باشد. دقت کنید که مکان شاخص های پادوردا و هم وردا با یکدیگر فرق دارد که کوچکترین تفاوت میان جایدهی شاخص ها در یک تانسور چه در ترتیب و چه در بالا یا پایین بردن شاخص ها، منجر به ایجاد تانسور جدید و یا تغییر ساختمان ریاضی آن می گردد. برای مثال تانسور a_(munu)^lambda متمایز از شکل  است.

هنگامی که تانسور نسبت به تفاوت شاخص های پادوردا و هم وردا حساس باشد، تانسور حاصل از نوع عمومی خواهد بود. (در بحث ماتریس ها، یک ماتریس عمومی از جمع دو ماتریس پادمتقارن و متقارن به وجود می آمد که در اینجا نیز همین حالت برای تانسورها برقرار است). عدم تفاوت میان شاخص های هم وردا و پادوردا بیشتر در تانسورهای موردبحث در فضای اقلیدسی مانند تانسورهای دکارتی (Cartesian tensors) مطرح است.

تانسورهای تبدیل شونده از مرتبه ی صفر، اسکالر (scalars) نامیده می شوند که همانند تانسورهای مرتبه ی ۱ یعنی بردارها (vectors) تبدیل می شوند. در نمادنویسی تانسوری، هر بردار  به شکل  نوشته می شود. به طوریکه i=1,...,m و ماتریس متناظر با آن گویای تانسوری از مرتبه ی (۱,۱) است که آن را به فرم  می نویسیم.

می توان عملیات جبری و دیفرانسیل را بر روی تانسورها انجام داد (مانند تانسورهای متریک (metric tensors) و تانسور جایگشت (permutation tensor) یا نماد دلتای کرونکر) که قابلیت تعریف پذیری عملگرهای تانسوری را دارا هستند. [مانند مشتق هم وردا (semicolon derivatives)]. با جابجایی شاخص های هم وردا و پادوردا می توان به عبارات و تانسورهای ساده تری دست یافت که این کار شامل بالابردن (index raising) یا پایین آوردن شاخص ها (index lowering) یا به عبارت کلی بالانس شاخص ها ( index gymnastics) می باشد که آن ها را می توان با ضرب در تانسور متریک، ، ،  و ... به دست آورد.

ادامه دارد...

منابع:

Abraham, R.; Marsden, J. E.; and Ratiu, T. S. Manifolds, Tensor Analysis, and Applications, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, 1991.

Akivis, M. A. and Goldberg, V. V. An Introduction to Linear Algebra and Tensors. New York: Dover, 1972.

Arfken, G. "Tensor Analysis." Ch. 3 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 118-167, 1985.

Aris, R. Vectors, Tensors, and the Basic Equations of Fluid Mechanics. New York: Dover, 1989.

Bishop, R. and Goldberg, S. Tensor Analysis on Manifolds. New York: Dover, 1980.

Borisenko, A. I. and Tarpov, I. E. Vector and Tensor Analysis with Applications. New York: Dover, 1980.

Bott, R. and Tu, L. W. Differential Forms in Algebraic Topology. New York: Springer-Verlag, 199.

Cartan, É. The Theory of Spinors. New York: Dover, 1981.

Joshi, A. W. Matrices and Tensors in Physics, 3rd ed. Wiley, 1995.

Lass, H. Vector and Tensor Analysis. New York: McGraw-Hill, 1950.

Lawden, D. F. An Introduction to Tensor Calculus, Relativity, and Cosmology, 3rd ed. Chichester, England: Wiley, 1982.

Lovelock, D. and Rund, H. Tensors, Differential Forms, and Variational Principles. New York: Dover, 1989.

McConnell, A. J. Applications of Tensor Analysis. New York: Dover, 1947.

Nicolaescu, L. I. Lectures on the Geometry of Manifolds. Singapore: World Scientific, 1996.

Parker, L. and Christensen, S. M. MathTensor: A System for Doing Tensor Analysis by Computer. Reading, MA: Addison-Wesley, 1994.

Rashevskii, P. K. Riemann'sche Geometrie und Tensoranalysis. Berlin: Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1959.

Simmonds, J. G. A Brief on Tensor Analysis, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, 1994.

Sokolnikoff, I. S. Tensor Analysis: Theory and Applications to Geometry and Mechanics of Continua, 2nd ed. New York: Wiley, 1964.

Synge, J. L. and Schild, A. Tensor Calculus. New York: Dover, 1978.  

Wrede, R. C. Introduction to Vector and Tensor Analysis. New York: Wiley, 1963