Exterior derivative

See wikipedia

It is an antiderivation of degree 1 on the exterior algebra.

  1. For a 0-form df is the differential of f
  2. d(df)=0 for 0-forms (for the other differential forms can be deduced)
  3. d(αβ)=dαβ+(1)p(αdβ) where α is a p-form.

Interpretation

See also: visualization of k-forms.

Debería ser llamada el medidor de acumulación negativa o medidor de producción.
En caso de funciones (0-formas). La función podría estar indicando inyección de cierto material en un punto del espacio. La diferencial df nos dice cuánto se está "produciendo" en un elemento de línea X=P1P2:

df(X)=f(P2)f(P1)

cuando P1 y P2 están suficientemente cerca, claro.

En caso de 1-formas ω, que asocian valores a elementos de línea, la diferencial exterior nos dice cuánto de algo se está produciendo en un bivector (una "bidirección", un elemento de área). Si nos restringimos a ese elemento de área uv (mediante una especie de pullback) la 1-forma se puede ver como una especie de flujo, y dw(u,v) mide cuánto de ese flujo se está produciendo en uv. This is the idea of the infinitesimal Stokes' theorem. In a sense, the value of dω in uv is like measuring how the 1-form varies "along the bivector" uv.

En el caso de 2-formas, por ejemplo en R3, estas se ven como "paquetitos de fibras 1-dimensionales" en un entorno de cada punto (en Rn son paquetitos de fibras (n2)-dimensionales). El valor que asocian a cada bivector es la "densidad de cortes" de esas fibras con el bivector. Si aplicamos su diferencial a un elemento de volumen (3-vector) tenemos algo totalmente análogo a lo dicho más arriba: haciendo pullback a ese "espacio tridimensional infinitamente pequeño" la 2-forma se sigue viendo como un flujo unidimensional, y su diferencial nos dice cuánto se está produciendo dentro (a lo que sale le resto lo que ha entrado). Si en vez de en R3 estuviésemos en un Rn, el pullback de la 2-forma al 3-vector se ve como una flujo 1-dimensional, aunque en Rn no lo sea.

From here it shouldn't be difficult understand why

d2=0.

For 0-forms it is easy: if ω=df, the 2-form dω is computed evaluating ω in sides of the parallelogram uv, which in turn is evaluated in the "vertices". But the latter appear twice in the final computation, but with different sign.
For a 1-form is the same, but a bit more difficult to visualize. In this case d(dω) is evaluated in a parallelepiped, and the computation rests, finally, at evaluation on the edges, which appear twice with opposite sign.

The interpretation of dω as production (negative accumulation) of a flow in a k-vector makes Stokes' theorem trivial. By the way, this interpretation is in some sense given in @needham2021visual page 409.