分析侧:m上的拉普拉斯-贝尔特拉米算子Δ_g(依赖于度量g)。
谱:算子Δ_g
的特征值
{λ_n}(及其重数),以及对应的特征函数
{φ_n}。这些特征值描述了流形m上所有可能的本征振动模式的频率平方。
然后,希尔伯特给出了他对艾莎不变量x_m(s)
的谱解释:
“x_m(s)
这个函数,其本质,应是捕获了流形m的拉普拉斯算子Δ_g的谱
{λ_n}
中所蕴含的全部解析信息。”
更具体地,他提出了两种可能的、严格的数学定义来实现这一解释:
谱z函数:定义
x_m(s)
为流形m的谱z函数,即:
z_m(s)
=
Σ_n
(λ_n)^{-s}
这个级数在
re(s)
很大时收敛,并且可以解析延拓到整个复平面(除可能的极点外)。这个函数的解析性质(如极点、留数、特殊值)深刻地反映了流形m的几何拓扑不变量(如体积、标量曲率积分、欧拉示性数等)。这正是后来热核展开和阿蒂亚-辛格指标定理所揭示的深刻联系。
特征函数生成核:另一种观点是,x_m(s)
可能与由特征函数{φ_n}